“返老還童”正在實驗室里成為現實。生物學家開發了一套“魔法藥水”，依次為細胞“洗澡”，便可又快又好地實現多種體細胞類型的“返老還童”。

中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院研究員裴端卿領銜的研究團隊經過五年攻關，揭示了化學方法制備干細胞的科學原理，為誘導多能干細胞的研究和優化制備途徑提供了全新的科學視角和解決方案。相關成果于北京時間4月6日在線發表于國際干細胞權威雜志《細胞·干細胞》。

A

解鎖“密碼串”

使細胞“新生”

裴端卿團隊開發出的這套化學小分子誘導多能干細胞的方法，只需給細胞用兩種不同的“藥水”依次“洗澡”，便可以將體細胞“返老還童”到多能干細胞的狀態。

多能干細胞是一類具有自我更新、自我復制能力的細胞，具有再生各種組織器官的潛在功能。

這些神奇的“魔法藥水”如何將成體細胞誘導到胚胎發育早期的多能干細胞狀態？研究發現，細胞的命運受細胞核內部的“信息中樞”染色質的狀態控制，細胞染色質的開放（1）與關閉（0）狀態總和，構成了決定細胞命運狀態。這種情況猶如計算機二進制的“密碼串”，可以將細胞“鎖”在特定狀態。

科研團隊進一步研究發現，在成體細胞的開放染色質位點周圍，由AP-1及ETS等轉錄因子家族成員看守著，而在干細胞中，則由OCT、SOX和KLF等轉錄因子家族成員看守。細胞的“返老還童”，也就是由成體細胞看守的染色質由開放到關閉，而干細胞看守的染色質則由關閉到開放的更替過程。

裴端卿說，這項研究正是采用藥物來精細調節細胞染色質的“密碼串”，先采用一組藥物將體細胞命運狀態“解鎖”，再采用另一組藥物將細胞命運驅動到多能干細胞狀態，進而實現了細胞命運的“返老還童”。

B

新方案優于諾獎得主原方法

讓細胞“返老還童”的方法不只一個，裴端卿團隊的新方法更為簡單、高效。

2012年諾貝爾生理學或醫學獎得主山中伸彌是誘導多功能干細胞的創始人之一。2007年，他所在的研究團隊通過對小鼠的實驗，發現誘導人體表皮細胞使其具有胚胎干細胞活動特征的方法。

這一方法誘導出的干細胞可轉變為心臟和神經細胞，為研究治療多種心血管絕癥提供了巨大助力。該方法免除了使用人體胚胎提取干細胞的倫理道德制約，因此在全世界被廣泛應用，業界稱之為“山中伸彌方法”。

但在山中伸彌的研究方法中，利用病毒載體進行逆轉錄，容易致癌，對于以后的臨床應用有較大風險。為了將體細胞誘導為多能干細胞，各國科學家不斷地開辟新方法。后期，科學家們利用化學小分子替代山中伸彌因子誘導出了多能干細胞，但存在步驟多、時間長、效率低、機理不清楚等缺點。

論文通訊作者之一、中科院廣州生物院研究員劉晶說，相比而言，中國科學家的新方法簡單、高效、所需的初始細胞量少，而且容易標準化，被廣泛應用。此外，該方案可以實現多種體細胞類型“返老還童”，包括在體外極難培養的肝細胞。

C

方法安全高效

應用市場廣闊

干細胞與再生醫學近年來方興未艾，旨在通過干細胞移植、分化與組織再生，促進機體創傷修復、治療疾病，具有重大的臨床應用價值，也是衡量一個國家生命科學與醫學發展水平的重要指標。

裴端卿介紹，這次發現的新方案，由于沒有引入外源基因，操作簡便，誘導過程條件均勻、標準化，將提供安全、高效的制備干細胞方法，具有廣闊應用市場。

與此同時，這一方法為開辟藥物誘導細胞命運轉變提供了新方向，將極大推動干細胞及再生醫學的發展，服務于我國醫療與衛生事業。

科學家還進一步對單個小分子藥物“解鎖”細胞染色質密碼的機制進行了解密，發現關鍵小分子Brdu可以直接作用于DNA結構本身來調節染色質密碼狀態，從而推動細胞的“返老還童”。該發現為開發更加高效、簡單地用于細胞“返老還童”的小分子提供了突破口。

中科院上海藥物研究所研究員、國家新藥篩選中心副主任謝欣表示，我國科學家在化合物誘導多能干細胞的領域互為補位，中國在該領域處于世界領先地位。（據新華社報道）