破天荒！丁勝教授團隊發現只要激活一個基因，就能誘導出幹細胞！

葯明康德/報道

將普通細胞誘導為幹細胞的技術，至今已有了十多年的歷史。問世之後，幹細胞誘導技術無論在基礎研究，還是在臨床應用上，都取得了令人矚目的進展。

▲該研究的主要負責人丁勝教授（圖片來源：Gladstone研究所）

今日，Gladstone研究所高級研究員，同時也是清華大學藥學院首任院長的丁勝教授團隊開發出了一種創新的幹細胞誘導技術。利用目前火熱的CRISPR技術，研究團隊能「激活」細胞里的特定基因，讓細胞搖身一變，成為幹細胞。這項重量級研究也刊登在了《細胞》子刊《Cell Stem Cell》上。

說到幹細胞，大家都不會陌生。在人體內，多能幹細胞（pluripotent stem cells）有分化成幾乎任意類型細胞的潛力。因此，這些幹細胞對新葯研發的細胞模型有很重要的意義，也是治療許多「無法治癒」的疾病的希望。快速方便地獲得這些幹細胞，自然是科學界的研究重點之一。

▲誘導幹細胞的先驅山中伸彌教授（圖片來源：UCSF）

2006年，同樣是來自Gladstone研究所的高級研究員山中伸彌教授發現了誘導幹細胞的關鍵——通過引入四種轉錄因子，細胞的關鍵信號通路會被「開啟」或「關閉」，讓它們重回幹細胞的狀態。因為這個裡程碑式的發現，山中伸彌教授在2012年與約翰·格登爵士同獲諾貝爾生理學或醫學獎。

在這個基礎之上，丁勝教授與其他學者開始探索起不使用轉錄因子，就能誘導出幹細胞的方法。之前他們發現，在沒有轉錄因子的存在下，一些化學分子的組合同樣可以誘導出幹細胞來。而今日發表的研究，則是第三項誘導幹細胞的方法。

在本研究中，科學家們首先將目光投向了Sox2和Oct4兩個基因上。之前的研究表明，這兩個基因只在幹細胞里表達，而且對幹細胞的多能性至關重要。類似於轉錄因子，這些基因的產物能「開啟」誘導幹細胞的相關基因，「關閉」分化成其他細胞類型的基因通路。

▲研究中用來激活特定基因的CRISPR系統（圖片來源：《Cell Stem Cell》）

近年，CRISPR技術讓科學家們找到了全新的基因調控手段。丁勝教授的團隊發現，利用CRISPR基因調控技術，我們同樣能對Sox2和Oct4兩個基因進行激活。更令人驚喜的是，只要對基因組的一個位點（Sox2或Oct4基因）進行「刺激」，就可以觸發一系列反應，最終讓普通細胞變成幹細胞。Gladstone研究所的新聞里提到，它對基因組的影響更精準。相比之下，轉錄因子會靶向基因組裡數千個潛在的位點，影響到每一個位點的表達。

▲該研究的圖示（圖片來源：《Cell Stem Cell》）

「這是誘導多能幹細胞的一個全新方法，與之前的技術有著根本上的不同，」該研究的負責人丁勝教授說道：「在這個研究的最初，我們並沒有想到它真的能起效。我們只是想嘗試回答一個問題，看看能否僅激活基因組的一個位點，就對細胞進行重編程。現在我們知道，這是可行的！」

丁勝教授也認為，能有多種誘導多能幹細胞的方法，對於科學研究非常重要。如果科學家們在一種方法上碰壁，至少還有其他幾種方法可以嘗試。「我們的技術能帶來更簡單的多能幹細胞誘導技術，也有望用來直接將皮膚細胞誘導成心臟細胞或腦細胞，」丁勝教授說道：「事實上，僅需調控一個位點，就能誘導幹細胞的發現讓我們非常驚訝。我們希望了解背後的完整生物學機制。」

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