首先,科学家在将细胞转化为干细胞之前完全擦除细胞的记忆
科学家们已经有了将人类细胞诱导成新形式的方法,使用一种特殊的化学物质混合物来推动谦卑的皮肤细胞进入可塑组织,称为诱导多能组织干细胞.
尽管有了新的生命,但这些特殊的细胞仍然保留了一些遗传提醒,提醒它们作为一个完全发育的组织,影响了它们作为白板的使用。
现在,一个国际研究小组已经做得更好:找到一种将细胞记忆清除的新方法,以便更好地将其重新编程为一个干细胞.
这可能听起来像是一些分子魔法,但是诱导多能干细胞(iPSC),自2006年以来,它们已被用于医学研究,以模拟疾病和开发治疗方法。
他们的发现,由一对日本科学家发现,开启了再生医学的新领域,从而可以使用一组重编程因子从普通人类成年细胞中改造胚胎样干细胞。
这iPSC的前景巨大:因为它们可以无限繁殖并在体内产生所有其他细胞类型,iPSCs不仅是研究疾病的非常有用的工具。它们也正在成为个性化的基石。基于细胞的疗法,可以替代受损或患病的组织。
在实验室中,科学家们使用iPSCs进行生长。像真正的心脏细胞一样跳动的心脏组织和工程师器官的迷你复制品,称为类器官。
iPSCs也为我们提供了无与伦比的视角细胞分裂基础,以及神经退行性疾病,例如阿尔茨海默氏症和运动神经元疾病.
但形成iPSCs的过程并不完美:一些细胞保留了表 观 遗传在分化状态下应用于其DNA的编辑,甚至对这些表观遗传“记忆”进行自发变化,从而影响细胞的行为。
“这可能会在iPS细胞和它们应该模仿的胚胎干细胞之间产生功能差异,以及随后从它们中提取的特化细胞,这限制了它们的使用。解释研究作者Ryan Lister,西澳大利亚大学的基因组生物学家。
因此,Lister和他的同事们试图了解这些异常在细胞重编程过程中何时出现,并弄清楚如何避免或消除它们和其他挥之不去的标记。
该团队分析了细胞在重编程过程中的基因表达,以了解哪些基因被打开以及何时打开。
细胞的大部分DNA都盘绕在周围称为组蛋白的大块蛋白质,将这些部分与细胞机器隔离开来,细胞机器的工作是将基因解码为蛋白质。
根据组蛋白的位置,细胞可能不会对科学家赋予它们的化学线索做出反应,在这种情况下,它们通过重编程过程携带表观遗传记忆。
这种新方法称为瞬时幼稚治疗(TNT)重编程,它模仿了在胚胎植入子宫壁之前和之后的非常早期胚胎发育中发生的细胞表观基因组的重置。
在一系列细胞实验中,研究人员表明TNT重编程“有效地擦除了表观遗传记忆”,特别是在DNA密集区域 - 但不删除其他重要信息印在基因组上.
因此,重新编程的细胞在功能和分子水平上更类似于胚胎样干细胞。
“我们预测TNT重编程将为细胞疗法和生物医学研究建立新的基准,并大大推动其进展。说立斯特。
“它解决了与传统生成的iPS细胞相关的问题,如果不加以解决,从长远来看可能会对细胞疗法产生严重的不利影响,”增加Jia Tan,研究作者,墨尔本莫纳什大学的细胞生物学家。
该研究已发表在自然界.