再生医学重大突破：人类细胞“记忆”被抹去

这种被称为“TNT 重编程”的新方法正如其名称所暗示的那样，在再生医学领域的发展中具有爆炸性的作用。

胚胎干细胞具有分化成身体任何细胞的能力。

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科学家们找到了一种重新编程人类细胞的方法，使它们能够模仿高度可塑性的胚胎干细胞，而这种干细胞在再生医学方面有着巨大的应用前景。通过从根本上消除细胞的“记忆”，该团队创造了所谓的诱导多能干（iPS）细胞，它可用于再生或修复患病的组织和器官。

iPS 细胞是一种多能细胞，可以通过将成熟的人类细胞（“体细胞”）重编程为胚胎干细胞样状态来获得。这意味着它们有能力分化成身体的任何细胞。它们于 2006 年首次被证明，具有无数潜在的生物医学和治疗用途，包括疾病建模、药物筛选和基于细胞的疗法。

尽管有这样的承诺，研究人员却不断遇到阻碍 iPS 细胞发挥其潜力的绊脚石。 “传统重编程过程的一个持续存在的问题是，iPS 细胞可以保留其原始体细胞状态的表观遗传记忆，以及其他表观遗传异常，”介绍最新突破的论文的主要作者 Ryan Lister 教授在一份声明中说。 。

“这可能会在 iPS 细胞和它们应该模仿的[胚胎干]细胞以及随后从它们衍生的特化细胞之间产生功能差异，这限制了它们的使用。 ”

幸运的是，Lister 和同事想出了一种绕过这个问题的方法，他们称之为瞬态幼稚治疗（TNT）重编程的新方法。通过模仿细胞表观基因组的重置（发生在胚胎发育的早期阶段），他们成功地创造了 iPS 细胞，其外观和行为更像胚胎干细胞，两者之间的差异显着减少。

“它解决了与传统生成的 iPS 细胞相关的问题，如果不解决这些问题，从长远来看可能会对细胞疗法产生严重的不利后果，”共同第一作者 Jia Tan 在谈到他们的工作的潜在影响时说道。

Tan 的第一作者 Sam Buckberry 博士继续解释了该团队如何实现这一突破性的壮举，首先研究重编程过程中发生的体细胞表观基因组的变化，然后查明表观遗传异常何时出现（重编程中途），最后引入一种新的方法。表观基因组重置步骤可以阻止这种情况的发生。

他们生成的 TNT-iPS 细胞随后分化为许多其他细胞类型，包括皮质神经元、骨骼肌细胞和肺上皮细胞，而且它们比使用标准方法创建的细胞做得更好。

研究作者写道：“TNT 重编程可纠正表观遗传记忆和畸变，产生的 [iPS] 细胞在分子和功能上比传统 [iPS] 细胞更类似于 [胚胎干] 细胞。”

“我们预计 TNT 重编程将成为生物医学和治疗应用的新标准，并为研究表观遗传记忆提供新的系统。 ”

尽管他们承认表观基因组畸变的机制仍然是个谜，但研究小组希望他们的新方法能够像其名称所暗示的那样，在推动再生医学领域具有爆炸性的作用。

Lister 教授表示：“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，并大幅推进其进展。”

该研究发表在《自然》杂志上。