Only Perception: 研究者使成年皮膚細胞與肌肉細胞相互轉變

2009-05-04

研究者使成年皮膚細胞與肌肉細胞相互轉變

Stanford scientists turn adult skin cells into muscle and vice versa
http://www.physorg.com/news160305025.html

April 30th, 2009

在 The FASEB Journal 五月號的一篇封面文章中，研究者描述他們如何將人類成年皮膚細胞再程式化（reprogram，重編程）為其他細胞類型以便破解再程式化底下難以捉摸的機制。為了證明他們的觀點，他們將「人類」皮膚細胞轉換成「老鼠」肌肉細胞，反之亦然。這項研究證明，藉由了解細胞特化的調控，也許有可能將某一細胞類型轉換成另一種，最終甚至能「繞過」幹細胞。

"再生醫學（Regenerative medicine）為許多疾病的治療提供新穎且強大的希望，但要替換那些已喪失或不正常的，得取決於具特定特性之細胞的可利用性（availability），" Helen M. Blau, Ph.D. 表示，涉及此研究的資深科學家、The FASEB Journal 副編輯、Stem Cell Institute 成員以及史丹佛遺傳藥理學 Baxter 實驗室主任。"我們證明，成熟的細胞能直接被再程式化，產生所需要的那些細胞，在胚胎幹細胞或 iPS 細胞之外提供另一種方法，以克服恢復組織功能的重大瓶頸。"

史丹佛科學家們試圖將（人類）某種已特化的成年細胞轉變（transform）成「另一物種」不同種類的已特化成年細胞。為了辦到這件事，他們首先使用一種化學處理讓皮膚與肌肉細胞融合（fuse）在一起，所產生的細胞其細胞核來自人類皮膚細胞與老鼠的肌肉細胞。藉由將之封入相同細胞壁內，人類皮膚細胞與老鼠肌肉細胞核現在能透過化學訊號彼此「交談」。接著，科學家觀察人類皮膚細胞核與老鼠肌肉細胞核的基因表現。（這是可能的，因為一種細胞類型是人類，另一種是老鼠，故基因能基於物種差異性而區分）
。在數項實驗之後，他們能將人類細胞核誘導成製造老鼠肌肉基因，並誘導肌肉細胞核製造人類皮膚基因 -- 有效地將細胞從這一種類型轉換成另一種。

"在再生組織中，再程式化成熟細胞可能將會當作胚胎幹細胞的補充品（complement）使用，" Gerald Weissmann, M.D.，The FASEB Journal 主編。"藉由闡明再程式化的調控，如同史丹佛小組所做的，那有可能在幹細胞不存在或不適當的病例中用來產生替代性細胞。"

※ 人類有一天或許能像壁虎那樣。相關報導：

＊ Nuclear reprogramming in heterokaryons is rapid, extensive, and bidirectional
http://www.fasebj.org/cgi/content/abstract/23/5/1431

Adam Palermo, Regis Doyonnas, Nidhi Bhutani,
Jason Pomerantz, Ozan Alkan, and Helen M. Blau
The FASEB Journal. 2009;23:1431-1440
doi: 10.1096/fj.08-122903

...Here, we show that hundreds of genes are activated or repressed within hours of fusion of human keratinocytes（角質細胞）and mouse muscle cells in heterokaryons（異核體）, and extensive changes are observed within 4 days. This study was made possible by the development of a broadly applicable approach, species-specific transcriptome amplification (SSTA，物種-物種轉錄體學擴大), which enables global resolution of transcripts derived from the nuclei of two species, even when the proportions of species-specific transcripts are highly skewed. Remarkably, either phenotype can be dominant（任一種顯型都能佔優勢）; an excess of primary keratinocytes leads to activation of the keratinocyte program in muscle cells and the converse is true when muscle cells are in excess. We conclude that nuclear reprogramming in heterokaryons is rapid, extensive, bidirectional, and dictated by the balance of regulators contributed by the cell types.