一种将皮肤细胞转化为多能干细胞的新方法

我们的身体由许多不同种类细胞组成，每个细胞都有各自的作用。日本科学家山中伸弥(Shinya Yamanaka)在2012年获得诺贝尔奖(Nobel Prize)之前就发现，成年皮肤中的细胞可以转化为早期胚胎的典型细胞，即所谓的诱导多能干细胞(induced pluristem cells, iPSC)，这个过程叫做重新编程。到目前为止，重新编程只有通过引入关键的基因来实现，这些基因被称为山中因子，被人为地植入皮肤细胞中，在那里它们根本就不活跃。

CRISPRa重新编程诱导多能干细胞菌落，染色为多能标记表达。图片：Otonkoski Lab / University of Helsinki

赫尔辛基大学的Timo Otonkoski教授和Karolinska学院和伦敦国王学院的Juha Kere教授已经成功地通过激活细胞自身的基因将皮肤细胞转化为多能干细胞。这是通过使用名为crispr的基因编辑技术实现的，这种技术可以用来激活基因。这种方法利用了一种被削弱了的Cas9“基因剪刀”，它实际上并不切断DNA，因此可以用来激活基因表达，而不会改变基因组。CRISPR/Cas9可以用来激活基因。这对细胞重编程来说是一种很有吸引力的可能性，因为多个基因可以同时定位。

基于内源性基因激活而不是过度表达的重新编程在理论上也是一种更能控制细胞命运的生理方式，可能会产生更多正常细胞。在这项研究中证明了设计一个CRISPR激活器系统是可能的，该系统允许对iPSC进行健壮的重新编程。成功的一个重要关键因素是激活了一种关键的遗传元素，这种元素早前被发现可以调节受精后人类胚胎发育的最早阶段。利用这种技术，多能干细胞就像非常典型的早期胚胎细胞一样。这一发现还表明，通过处理预期目标细胞类型的典型遗传元素，可以改进许多其他重编程任务。这项技术可能会在生物储存和其他组织技术应用中找到实际应用，此外这项研究为控制早期胚胎基因激活的机制开辟了新的视野。