Nature Genetics：速度限制可能是干细胞治疗的一个突破

用健康细胞替换生病或损坏的细胞:这是再生医学的主要目标。最有希望的方法之一是细胞重编程，即我们身体中的一种细胞类型转化为另一种细胞类型。一项新研究发现了提高细胞重编程效率的新方法，开启了细胞修复疗法的潜力。

　　

   

   

红色:新合成的DNA

来源:Helmholtz Zentrum München / Tsunetoshi Nakatani

我们体内的成年细胞只能产生相同的细胞类型。例如，一个皮肤细胞不能生成肌肉细胞，只能生成皮肤细胞。这限制了成体细胞在治疗中的潜在用途。然而，在早期发育过程中，胚胎中的细胞有能力生成我们身体的所有细胞类型，包括干细胞。

这种被称为“全能性”的能力，启发了研究人员在实验室中通过细胞重编程来寻找再现全能性的新方法。全能性细胞有自己的速度。全能性细胞有许多特性，但我们还不知道所有的特性。

慕尼黑大学的研究人员现在有了一个新的发现:“我们发现在全能细胞中，即干细胞的母细胞，DNA复制的速度与其他更分化的细胞不同。它比我们研究的任何其他类型的细胞都慢得多，”这项新研究的第一作者Tsunetoshi Nakatani说。事实上，DNA复制是最重要的生物过程之一。在我们的一生中，细胞每次分裂都会产生一份精确的DNA副本，这样产生的子细胞就携带着相同的遗传物质。这一基本原则使我们的遗传物质得以忠实地继承。

研究人员发现，在科学家可以在培养皿中培养的全能细胞中，DNA复制的速度也很低。Tsunetoshi Nakatani补充道:“这让我们想到了一个问题:如果我们能够改变DNA复制的速度，我们能否改善细胞向全能细胞的重新编程?”更少的速度,改善细胞重新编程在上一个战果辉煌的实验工作,研究人员观察到,减缓DNA复制的速度——例如通过限制细胞用于DNA合成的底物,提高编程效率,也就是说,细胞的速度可以转换到另一个细胞类型。

这项研究的负责人玛丽亚-伊莲娜·托雷斯-帕迪拉说:“这太神奇了。”“多年来，我们一直在研究全能细胞，以了解大自然是如何让它们如此难以置信地能够生成我们身体的所有细胞类型的。这是我们研究再生医学方法的基本策略。这个新概念非常简单，但极其重要，我们相信这是干细胞治疗的巨大进步。”

原文检索：

Nakatani et al., 2022: DNA replication fork speed underlies cell fate changes and promotes reprogramming. Nature Genetics, DOI: 10.1038/s41588-022-01023-0.