「细胞干细胞」细胞重塑——拓展代谢病治疗手段

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什么是细胞命运变化中的细胞重塑？
细胞的本意是“小房间”：成体细胞犹如一个具有特定功用的房间，其内的器具构造决定了它是居家、办公还是商铺；而胚胎干细胞则更像是一个空房间，可根据需要把它改造做任何用途。细胞重塑是成体细胞重编程为胚胎干细胞的过程，如同把原有房间里的器具构造清空，只留下最基本的设施。
中国科学家近期发现了重编程中细胞重塑的关键作用和调节机制，该发现将拓展人们对相关代谢疾病的认识，并导向新的治疗手段。这一发现是中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿和秦宝明实验组的科研人员作出的。5月18日，国际著名学术期刊《自然-细胞生物学》在线发表了他们的最新研究成果，该研究发现，细胞重塑是重编程早期的必须事件，它来自重编程因子关闭mTORC1，而mTORC1关闭引发的自噬激活则阻碍重编程的发生。
2006年日本科学家成功建立诱导多能干细胞（iPS细胞）技术，简便地实现了成体细胞逆转为具有多种分化潜能的类似胚胎干细胞状态的iPS细胞，彻底叩开了再生医学的大门。然而该技术距离大规模应用，依然在“质量”和“安全”两个主要方面存在问题。过去几年来，科学家们的研究主要集中在细胞核内的基因表达调控上，而对细胞质中发生了哪些转变则了解甚少。有研究发现，自噬（细胞在饥饿等胁迫条件下主动降解自身细胞质组分的过程）通过降解线粒体在重编程早期发挥关键作用。裴端卿和秦宝明实验组的研究发现，在重编程早期的随机阶段，自噬被强烈激活。
出乎意料的是，自噬的激活对重编程非但不是必须，反而起阻碍作用。重编程在自噬缺失的细胞中不仅效率更高，而且获得的iPS细胞具有正常的多能性。研究人员进一步发现，实际上mTORC1的关闭是细胞重塑发生的关键原因，其持续开启则阻断细胞重塑、线粒体代谢转变以及重编程的发生。这一研究不仅阐明了重编程中细胞重塑的关键作用和调节机制，而且将拓展人们对糖尿病、癌症及神经退行性疾病等相关代谢疾病中细胞重塑如何影响细胞命运的认识，为寻找新的治疗手段提供有力依据。