干細(xì)胞能夠分化成為機(jī)體內(nèi)任何類型的細(xì)胞，既是研究人體早期發(fā)育的理想工具，也是細(xì)胞治療的寶貴資源。胚胎干細(xì)胞很適合臨床使用，但獲得這些細(xì)胞會破壞胚胎，有很大的倫理爭議。

2006年日本科學(xué)家山中伸彌開發(fā)了一個變通方案，將四個轉(zhuǎn)錄因子引入特化的成體細(xì)胞（比如患者的皮膚細(xì)胞），再將其重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）。這些細(xì)胞在實驗室中表現(xiàn)出與胚胎干細(xì)胞相當(dāng)?shù)哪芰?，又避開了胚胎干細(xì)胞的倫理問題，在疾病模擬、藥物篩選和細(xì)胞治療中有著巨大的應(yīng)用前景，被人們視為細(xì)胞療法的新希望。山中伸彌也因為iPS技術(shù)贏得了2012年的諾貝爾生理/醫(yī)學(xué)獎。

十年過去了，我們對iPS重編程有了怎樣的認(rèn)識，iPS技術(shù)又發(fā)展到了什么程度呢？山中伸彌二月十七日在Nature Reviews Molecular Cell Biology雜志上發(fā)表文章，全面回顧了iPS重編程的發(fā)展歷程。

這篇文章介紹了早期的細(xì)胞命運(yùn)可塑性研究，還繪制了iPS重編程研究的時間軸。文章指出，雖然我們還不太了解轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的細(xì)胞重編程機(jī)制，但已經(jīng)有不少研究團(tuán)隊提出了自己的見解和iPS作用模型。此外，iPS重編程效率近年來也得到了顯著提升，使這一技術(shù)更適合再生醫(yī)學(xué)、疾病模擬和藥物研發(fā)方面的應(yīng)用。

iPS重編程最初使用的經(jīng)典轉(zhuǎn)錄因子是OCT3/4、SOX2、KLF4和MYC，它們被統(tǒng)稱為OSKM。2013年Cell和Cell Report陸續(xù)發(fā)表的三項研究，解析了這些轉(zhuǎn)錄因子誘導(dǎo)iPS細(xì)胞一步步形成的過程。這項研究揭開了iPSC形成的謎底，也指出了相應(yīng)提高重編程效率的一些新基因。

2014年，日本理化所（RIKEN）發(fā)育生物學(xué)中心的眼科學(xué)家高橋雅代(Masayo Takahashi)成為了將iPSC衍生組織植入到人體的第一人。研究人員利用iPS細(xì)胞培育出了視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞層，并將其移植到一名70多歲的老年黃斑變性女患者的右眼中。這是世界首例利用iPS細(xì)胞完成的移植手術(shù)。

2015年，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院（GIBH）的研究團(tuán)隊經(jīng)過多年努力，在體細(xì)胞重編程中闡明了細(xì)胞重塑、mTOR和自噬之間的關(guān)系。這一重要成果發(fā)表在Nature Cell Biology雜志上，文章的通訊作者是GIBH的裴端卿研究員和秦寶明研究員。生物通有幸在第一時間采訪了這一研究團(tuán)隊。