科學家識別出4種調控因子 使細胞“失憶”讓它變身幹細胞

皮膚或血液的成熟細胞都有自己的“記憶”，即保持着從胚胎細胞變成特化成熟細胞的記錄。最近，美國麻省總醫院哈佛幹細胞研究所與奧地利科學家合作，識別出4種調控因子，能讓細胞重新編程變得更容易、更快、更有效。

人體每個細胞均有相同的基因組，發育過程中這些基因如何開關，決定了它們將變成哪種細胞。控制這些基因，引入新的因子，就能開啓成熟細胞基因組的休眠部分，讓它重新發育成另一種細胞型。然而，將一個皮膚細胞重新編程為多能幹細胞（iPS）後，它也“知道”自己是皮膚細胞。奧地利分子生物技術研究所約瑟夫·潘寧格説，理想過程需要它“忘記”原來的身份，賦予新身份。“我們想找出是哪些因子固化了這種記憶，什麼機制阻礙了iPS的形成。”

研究人員發表在最新一期《自然》雜誌上的論文稱，他們對已知的染色質調控因子建立了基因庫，然後設計出一種篩選方法，從615個因子中識別出4個染色質調控因子。研究發現，抑制CAF1（染色質組裝因子）能使重新編程效率提高50到200倍，而抑制已知的障礙因子，效率僅提高3到4倍。重新編程正常情況需要9天，而在缺乏CAF1時，4天后就檢測到了第一個iPS細胞。

論文共同第一作者烏爾裏奇·埃林説：“CAF1確保了在DNA複製和細胞分裂過程中，子細胞能保持自身記憶，編碼在DNA纏繞的組蛋白上。當我們阻斷CAF1時，子細胞不能以同樣方式纏繞DNA，失去這些信息變成一張白紙。在這種狀態下，它們對外部信號更敏感，我們能更容易地控制它們。”

研究還發現，抑制CAF1能促進一種成熟細胞直接變成另一種細胞，跳過了中間步驟。因此CAF1可能是一種普適的細胞身份保護者，不僅能將已經特化的細胞變成iPS細胞，還能促進成熟細胞之間互換身份。它有望作為一種通用鑰匙，讓人們按需塑造細胞、模擬疾病、測試藥物。