本文转载自澎湃新闻，作者王盈颖。
“金刚狼”、“蜘蛛侠”，这些好莱坞大片里的超级英雄家喻户晓。但在现实生活中，通过基因编辑技术改造生殖细胞，打造出这些遗传增强的“超级人类”被伦理所禁止。而在伦理许可的干细胞中，中国科学家通过基因编辑技术，首次人工改造出遗传增强的“超级”干细胞。这类干细胞或将在治疗人类疾病中展现身手。
7月7日，《细胞研究》（Cell Research）期刊在线发表了中国科学院生物物理研究所刘光慧课题组、北京大学汤富酬课题组和中科院动物研究所曲静课题组的联合研究成果，首次将基因编辑技术用于干细胞的遗传增强，从而宣布了国际上第一例遗传增强人类干细胞（Genetically Enhanced Stem cells，GES细胞）的诞生。
众所周知，干细胞是一类具有自我复制能力的细胞，在一定条件下可以分化成多种功能细胞。那这种新型干细胞又是什么？
在接受澎湃新闻采访时，刘光慧介绍说：“‘遗传’意味着干细胞的遗传密码被改变了，我们利用基因编辑技术改写了人类基因组中的单个碱基。这种基因组上的改变在干细胞分裂的过程中，能够稳定地传递给子细胞。”而“增强”指的是，经过这一微小的遗传密码置换，干细胞会“老”得更慢，可以在患者体内存活更长时间，产生更好的再生治疗效果。此外，这种干细胞还能抵抗癌基因的侵扰，从而降低转化为癌细胞的风险。正是因为同时获得了对细胞衰老和癌变的抵抗能力，这种干细胞被称为“遗传增强”的干细胞。
中国科学院动物研究所干细胞与生殖生物学国家重点实验室研究员李伟没有参与这项研究，他向澎湃新闻点评道：“这一发现对间充质干细胞的临床转化治疗具有重要的价值，同时也很好地证实了利用基因编辑技术可以促进干细胞在再生医学中的应用，为干细胞研究提供了值得借鉴的新方法。”
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“四两拨千斤”的核心：转录因子“NRF2”
据悉，这种“超级”干细胞是为了解决目前干细胞治疗中的两大难题——治疗有效性和安全性。刘光慧团队及其合作者通过基因编辑技术，仅改变人类基因组中的一个碱基，“四两拨千斤”地破解这两个难题。
而这个“四两拨千斤”的关键改动是围绕着名为“NRF2”的转录因子展开。
转录因子，顾名思义，是指一种可以协助遗传物质DNA向RNA转录的蛋白质。在刘光慧与合作者的工作中，他们以药物筛选的方式，试图找到与干细胞衰老有关的关键因子。这一过程中，他们发现，筛选出来能延缓人类间充质干细胞衰老的化合物有一个共同特点——都能激活NRF2这个抗氧化的转录因子。
由此，刘光慧团队猜测，在基因层面增强NRF2的活性或许能够延缓人类干细胞的衰老。
怎样做最小改动来增强NRF2呢？
在之前的研究中，研究人员已经知道，细胞里有名曰“KEAP1”的NRF2抑制蛋白，会通过结合并降解NRF2，使其无法发挥功能。与此同时，研究人员也已经知晓，在NRF2与其抑制蛋白接触的表面上，有一个氨基酸很关键，负责将NRF2捆绑在抑制蛋白上。
那么，如果这个关键的氨基酸被替换掉，NRF2是不是就能脱离抑制蛋白的束缚，更好地发挥功能，保护细胞了？
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“一石二鸟”
于是，为了证明这一猜想，在人类胚胎干细胞中，刘光慧团队使用第三代腺病毒载体HDAdV介导的基因编辑技术，置换了NRF2编码基因的一个碱基（A245G）。置换后，NRF2果然得以挣脱抑制蛋白的“控制”，大量进入细胞核，激活一系列抗氧化和细胞保护基因的表达，使得干细胞有了更长的“寿命”。
随后，刘光慧团队及其合作者测试了这种经过人工改造的干细胞在体内的移植效果。值得一提的是，在干细胞治疗中，胚胎干细胞因为会形成良性的畸胎瘤而无法被直接使用，由胚胎干细胞定向诱导分化而成的间充质干细胞是更佳的治疗材料。
