北京大学Cell封面文章：诱导体细胞重编程的新因子

　　

生物通报道  来自北京大学的研究人员在新研究中证实，采用细胞谱系特异性分子（lineage specifier）可以诱导小鼠体细胞多能性，促进体细胞重编程。相关研究论文被选为封面故事发表在5月23日的《细胞》（Cell）杂志上。

                                     

来自北京大学生命科学学院的邓宏魁(Hongkui Deng)教授和理论生物学中心的汤超(Chao Tang)教授为这篇论文的共同通讯作者。前者主要从事干细胞增殖分化的分子机理以及抗体工程等方面的研究。后者的研究方向是通过理论、计算与定量实验相结合的研究，寻找生物系统中的设计原理及普适性规律。

2006年日本京都大学的山中伸弥（Shinya Yamanaka）教授首次利用逆转录病毒将四种转录因子“Oct3/4, Sox2, c-Myc, Klf4”导入已分化完全的小鼠纤维母细胞中，将其重新编排变成全能性的类胚胎细胞，并将这些“返老还童”的重编排细胞命名为“诱导多能性干细胞”（iPS细胞），山中伸弥因此成果而获得了2012 年诺贝尔生理学或医学奖。

尽管多年来世界各地的研究人员都在致力于改良山中伸弥最初的iPS细胞诱导方案，尝试使用其他的干细胞重编程因子以提高体细胞重编程效率，避免致癌效应，但选择的这些重编程因子都还主要是在胚胎干细胞中表达丰富，与细胞多能性相关的蛋白。

在这篇文章中，研究人员报告称在小鼠体细胞重编程过程中，可以采用细胞谱系特异性分子来诱导多能性，这些细胞谱系特异性分子大多数在ESCs中并不丰富。研究人员证实可以分别用与中内胚层（mesendodermal，ME）特化以及外胚层特化相关的细胞谱系特异性分子，来替代多能性的核心调控因子OCT4和SOX2。OCT4和它的替换物能使一组外胚层基因表达激活受到抑制，而SOX2和它的替换物可则在重编程过程中抑制一组中内胚层基因的表达。令人惊讶地是，研究人员发现这两种拮抗性细胞谱系特异性分子可以在缺乏OCT4和SOX2的情况下，协同作用诱导体细胞多能性。

新研究结果证实利用多能性因子和/或细胞谱系特异性分子均可以促进重编程，从而为改良当前体细胞重编程方案提供了一个新的研究思路，并将有助于推动研究人员更深入地了解重编程及细胞命运决定机制。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Induction of Pluripotency in Mouse Somatic Cells with Lineage Specifiers

The reprogramming factors that induce pluripotency have been identified primarily from embryonic stem cell (ESC)-enriched, pluripotency-associated factors. Here, we report that, during mouse somatic cell reprogramming, pluripotency can be induced with lineage specifiers that are pluripotency rivals to suppress ESC identity, most of which are not enriched in ESCs. We found that OCT4 and SOX2, the core regulators of pluripotency, can be replaced by lineage specifiers that are involved in mesendodermal (ME) specification and in ectodermal (ECT) specification, respectively. OCT4 and its substitutes attenuated the elevated expression of a group of ECT genes, whereas SOX2 and its substitutes curtailed a group of ME genes during reprogramming. Surprisingly, the two counteracting lineage specifiers can synergistically induce pluripotency in the absence of both OCT4 and SOX2. Our study suggests a seesaw model in which a balance that is established using pluripotency factors and/or counteracting lineage specifiers can facilitate reprogramming.

作者简介：

邓宏魁 教授（长江特聘教授）

1980－1984年 武汉大学，学士
1984－1987年 上海第二医科大学，硕士
1990－1995年 美国加州大学洛杉矶分校（UCLA），博士
1980-1984 B.S, Wuhan University
1984-1987 M.S, Shanghai Second Medical University
1990-1995 Ph.D, University of California, Los Angeles

研究方向:
1. 干细胞自我更新及定向分化的分子调控
2. 研究宿主蛋白与艾滋病病毒和肝炎病毒相互作用的分子机制
3. 运用化学遗传学的手段，寻找靶点，筛选针对肿瘤干细胞的抗癌药物及抗病毒的新药
4. 通过遗传修饰的手段建立疾病动物模型

汤超

北京大学讲席教授，北京大学生命科学委员会主任，北京大学定量生物学中心主任，北京大学－清华大学生命科学联合中心学术委员会主任，北京大学前沿交叉学科研究院学术委员会副主任
研究方向： 系统生物学
研究兴趣： 通过理论、计算与定量实验相结合的研究，寻找生物系统中的设计原理及普适性规律
教育经历： 中国科技大学力学系本科，美国芝加哥大学物理学博士
工作经历： 1991年－2005年，NEC普林斯顿研究所研究员、资深研究员；2005年－2011年，加州大学旧金山分校教授；2003年－2011年，北京大学长江讲座教授；2011年至今，北京大学讲席教授