Cell Stem Cell：科学家发现体细胞逆转为干细胞的“开关”

近日，中科院广州生物医药与健康院西班牙裔研究员米格尔·埃斯特班实验组发现了体细胞逆转为干细胞的“开关”。这一成果在线发表于《细胞—干细胞》。

据介绍，体细胞逆转为干细胞的过程，犹如公路上行驶的汽车。体细胞经历“红灯”到“黄灯”，需要控制特定的“开关”，“黄灯”才会转变为“绿灯”，成为真正的干细胞。

此前研究显示，在重编程过程中，外源导入的干细胞特异性基因会在体细胞内引起广泛的染色质重塑，引起整个体细胞表观组的重编程，进一步影响RNA聚合酶II在不同基因上的转录模式，最终导致体细胞特异性基因的沉默和多能性网络的激活。米格尔等通过比较体细胞、重编程中的细胞、干细胞这三种细胞中RNA聚合酶II的分布，试图研究基因表达模式在重编程中的变化。

研究发现，在体细胞发生逆转过程中，RNA聚合酶II在多能性基因上处于“暂停”状态，导致逆转效率很低。实验组通过分子水平上调节磷酸化RNA聚合酶II的激酶的活性，促进“暂停”到“延伸”状态的转变，显著提高体细胞重编程的效率。这一研究揭示了体细胞重编程的一种全新机制，推进了诱导多能干细胞在治疗重大疾病方面的应用研究。

上述成果由米格尔实验组与深圳华大基因研究院、香港中文大学、香港大学、德国汉诺威大学、英国伯明翰大学等多个单位合作共同完成，并得到中科院、科技部、国家自然科学基金委和广州市的经费支持。