利用體細(xì)胞重編程生成誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的技術(shù)稱為iPS，該技術(shù)生成的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）理論上可以生成任何類型的細(xì)胞。現(xiàn)在這一技術(shù)已經(jīng)滲透到了生命科學(xué)的各個領(lǐng)域，幫助研究者們尋找致病基因、進(jìn)行藥物研發(fā)和開發(fā)細(xì)胞療法。

全面挖掘iPS技術(shù)的臨床潛力，需要詳細(xì)了解重編程各個階段發(fā)生的細(xì)胞事件。為此，加州理工學(xué)院的研究團隊在細(xì)胞重編程過程中進(jìn)行了單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組分析，揭示了lncRNA表達(dá)在不同階段發(fā)生的動態(tài)改變。這項研究發(fā)表在本期的Cell Stem Cell雜志上，領(lǐng)導(dǎo)這項研究的是加州理工學(xué)院的Barbara J. Wold。

細(xì)胞重編程向我們展示了體細(xì)胞狀態(tài)在表觀遺傳學(xué)上的可塑性。而長非編碼RNA（lncRNA）被認(rèn)為在表觀遺傳學(xué)調(diào)控中具有重要的作用。表觀遺傳學(xué)調(diào)控是指不改變DNA序列的一種調(diào)控方式。

長非編碼RNA是一些長度超過三百個核苷酸的RNA分子，在細(xì)胞內(nèi)的豐度約占到70%至98%。lncRNA一般是非編碼的“垃圾”DNA產(chǎn)生的轉(zhuǎn)錄本，其上沒有任何蛋白的閱讀框。這種RNA在不同組織和發(fā)育階段存在特異性的表達(dá)，說明lncRNA具有重要的生物學(xué)意義。人們已經(jīng)在測序技術(shù)的幫助下發(fā)現(xiàn)了數(shù)千種lncRNA，但這些lncRNA的生物學(xué)功能依然還是個謎。

加州理工學(xué)院的研究團隊用iPS技術(shù)將成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為多能干細(xì)胞，并通過單細(xì)胞RNA測序在重編程的不同階段分析了一萬六千多個基因的表達(dá)譜，其中包括437個lncRNA。他們對這些轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)重編程早期發(fā)生了Ras信號傳導(dǎo)通路和數(shù)百種lncRNA的激活。功能缺失研究顯示，lncRNA激活能夠抑制種系特異性基因，還能調(diào)控代謝基因的表達(dá)。

這項研究證實，iPS細(xì)胞重編程激活了特定組合的功能性lncRNA。這些發(fā)現(xiàn)有助于我們進(jìn)一步理解，轉(zhuǎn)錄組發(fā)生的動態(tài)改變是如何編程細(xì)胞狀態(tài)的。