多能干细胞是一类具有自我更新、自我复制能力的多潜能细胞,在一定条件下可分化成多种细胞,在细胞治疗、药物筛选和疾病模型中具有重要的应用价值。但在哺乳动物自然发育过程中,多能干细胞只短暂存在于胚胎发育的早期阶段,随后便会分化为构成生物体的各种类型的成体细胞,丧失其“种子细胞”的特性。如何逆转这一自然发育过程,使高度分化的成体细胞重新获得类似胚胎发育早期的多潜能状态,一直是干细胞与再生医学领域最重要的科学问题之一。体细胞重编程可通过体细胞核移植或向体细胞内人工导入特定的转录因子来实现,但都存在着安全性低、不可调控等缺点。化学重编程技术利用化学小分子进行体细胞重编程,具有安全、简单、易于标准化等优势,该技术已成功应用于小鼠,但在人类成体细胞上的应用一直未取得突破。
2022年4月13日,北京大学邓宏魁研究团队在Nature杂志发表了题为“Chemical
reprogramming of human somatic cells to pluripotent stem
cells”的研究论文。该研究通过进行大量的化学小分子的筛选和组合,发现高度分化的人成体细胞在特定的化学小分子组合的作用下,同样可以发生类似于蝾螈等低等动物的去分化的现象,获得具有一定可塑性的中间状态。在此基础上,研究团队最终实现了利用化学小分子将体细胞重编程为多能干细胞(chemically
induced pluripotent stem cells,
CiPS细胞)。首次在国际上报道了使用化学小分子诱导人成体细胞转变为多潜能干细胞这一突破性研究成果。与传统的技术体系相比,CiPS细胞诱导技术具有更加安全、简单、易于标准化、易于调控等不可替代的优势,突破了iPS技术面临的限制,具有广阔的临床应用前景。该研究团队还描绘了化学重编程诱导人CiPS细胞的分子路径,揭示了化学重编程与传统转录因子重编程不同的分子机制和独特的调控机理。该化学重编程技术体系的建立在多潜能干细胞临床应用领域具有巨大的意义和价值,为重大疾病治疗开辟新的路径。
