李宁院士Cell子刊发布细胞重编程新系统（图文）

　　

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　　本网讯 5月6日的《Stem Cell Reports》杂志发表了李宁院士团队的最新研究成果，该成果构建出了一种新型甲氧苄啶体细胞重编程系统，为重编程机制研究提供了一个有价值的新工具。

　　细胞重编程是指将诸如神经细胞或皮肤细胞一类的特化细胞转变至胚胎干细胞状态。逆转端粒的生物学是让细胞的发育进程发生这种颠倒的必要条件；在正常条件下随着时间的推移端粒会逐渐缩短，而在细胞重编程过程中它们朝着相反的方向使得端粒的长度增长。

　　这篇题为《Fine-Tuning of iPSC Derivation by an Inducible Reprogramming System at the Protein Level》的研究论文由李宁团队和美国犹他大学的研究人员合作完成，李宁和生物学院教授吴森是论文的共同通讯作者。

　　由体细胞诱导生成的iPSCs为再生医学带来了极大的希望。当前，研究人员主要是采用经典的方法即通过异位表达转录因子Oct4、Klf4、Sox2和c-Myc，或其他的组合来将小鼠和人类体细胞重编程为iPSCs。然而，在确保将这些iPSCs高效、安全、可靠地投入临床应用之前，仍然需要更深入地了解重编程的机制。Cre/loxP系统和多西环素(Dox)诱导系统近年被广泛应用于在重编程机制研究中。2009年日本医学家山中伸弥利用Dox系统证实了体细胞是以一种有序及随机的方式被重编程为iPSCs。然而，Dox系统存在的一些局限性，例如需要反式激活蛋白，以及对基因表达水平有限的控制，表明需要一种更为灵活的、具有微调能力的系统来进一步剖析重编程的分子机制。通过确定必需重编程因子的最佳水平，我们或许可以能够提高多个物种的重编程效率和质量。

　　近期有研究报道称，开发出了一种可诱导系统借助于市场上可购买到的一种小分子TMP调控了蛋白质的稳定性。在这一系统中，研究人员通过操控一种融合蛋白带上来自大肠杆菌二氢叶酸还原酶的失稳结构域，导致了蛋白质失稳定被蛋白酶体所降解。添加TMP可以一种快速地、可逆的、剂量依赖性方式稳定这一融合蛋白，由此可改变蛋白质周转速度，将短寿或检测不到的蛋白质转变为能在精确控制的时间内发挥功能的蛋白。

　　李宁团队研究人员将这一TMP调控的dd插入到了基于piggyBac转座子的重编程载体中，构建出了新型TMP体细胞重编程系统，利用这一系统他们诱导生成了小鼠和猪的iPSCs。他们证实通过以一种剂量依赖性方式添加TMP可以精确的调控重编程蛋白的水平及稳定性。利用这一工具，研究人员发现在重编程的早期和中期阶段，可以不需要外源性的OCT4或KLF4，而重编程早中期阶段外源性的SOX2表达则是成功重编程的必要条件。

　　研究人员称，他们开发的这一TMP重编程系统为在重编程机制研究中确定转录因子的化学计量和短时需求提供了一个重要的工具。