返老还童药 中国科学家发明“魔法药水“：让细胞“返老还童”

“神奇药水”让细胞“再生”。中国科学家发现了一种新的干细胞制备方法

新华社北京4月6日电:“神奇药水”让细胞“返老还童”。中国科学家发现了干细胞制备的新方案

新华社记者董瑞峰、刘宏宇

返老还童正在实验室成为现实。生物学家开发了一套“魔药”轮流“沐浴”细胞，可以快速、很好地实现各种体细胞类型的“复壮”。中国科学院广州生物医药与健康研究所裴端庆研究员带领的研究团队，揭示了化学法制备干细胞的科学原理，为诱导多能干细胞的研究和制备方法的优化提供了新的科学视角和解决方案。相关成果于北京时间4月6日在线发表在国际权威期刊《细胞干细胞》上。

“解锁”细胞命运的“密码串”

裴端庆团队研发的利用小化学分子诱导多能干细胞的方法，只需要依次用两种不同的“药水”浸泡，就可以将体细胞“复壮”到多能干细胞的状态。

多能干细胞是一类具有自我更新和自我复制能力的细胞，具有再生多种组织器官的潜在功能。

这些神奇的“魔药”是如何诱导成体细胞在胚胎发育早期成为多能干细胞的？研究发现，细胞的命运是由细胞核中“信息中心”的染色质状态控制的，染色质的总开放状态和总闭合状态构成了决定细胞命运的状态。这种情况就像计算机的二进制“密码串”，可以将细胞“锁定”在特定的状态。

研究团队进一步研究发现，成体细胞的开放染色质位点由转录因子家族成员如AP-1和ETS守护，而在干细胞中，它们由转录因子家族成员如OCT、SOX和KLF守护。细胞的“年轻化”是指由成体细胞保护的染色质从开放到闭合的替换过程，而由干细胞保护的染色质从闭合到开放。

裴端庆说，这项研究利用药物精细调控细胞染色质的“密码串”。先用一组药物“解锁”体细胞的命运，再用另一组药物将细胞的命运驱动到多能干细胞的状态，从而实现细胞命运的“返老还童”。

突破诺贝尔奖获得者的原有方法

细胞再生的方法不止一种，裴端庆团队的新方法更简单高效。

2012年诺贝尔生理学或医学奖得主山中伸弥是诱导多能干细胞的创始人之一。2007年，他的研究团队通过小鼠实验发现了诱导人表皮细胞具有胚胎干细胞活性特征的方法。

这种方法诱导的干细胞可以转化为心脏和神经细胞，为许多心血管疾病的研究和治疗提供了很大的帮助。这种方法避免了使用人类胚胎提取干细胞的伦理约束，因此在全球范围内得到广泛应用，被业界称为“山中伸弥法”。

但在山中伸弥的研究方法中，使用病毒载体进行逆转录容易致癌，对未来的临床应用有很大风险。为了诱导体细胞成为多能干细胞，全世界的科学家都在开发新的方法。后来科学家用小化学分子代替山中伸弥因子诱导多能干细胞，但存在步骤多、时间长、效率低、机制不明等缺点。

中国科学院广州生物研究所研究员、论文通讯作者之一刘晶表示，中国科学家的新方法相对简单、高效，所需初始细胞较少，易于标准化和广泛应用。此外，该方案可以实现多种体细胞类型的复壮，包括极难体外培养的肝细胞。

有望极大地促进再生医学的发展

干细胞和再生医学近年来方兴未艾。它旨在通过干细胞移植、分化和组织再生来促进伤口修复和治愈疾病。它具有很大的临床应用价值，也是衡量一个国家生命科学和医学发展水平的重要指标。

裴端庆介绍，这次发现的新方案，由于没有引入外源基因，操作简单，诱导过程条件统一规范，将为制备干细胞提供一种安全高效的方法，具有广阔的应用市场。

同时，该方法为药物诱导细胞命运转化提供了新的方向，将极大地促进干细胞和再生医学的发展，服务于我国的医疗卫生事业。

科学家进一步解密了单个小分子药物“解锁”细胞染色质密码的机制，发现关键小分子Brdu可以直接作用于DNA结构本身，调控染色质密码状态，从而促进细胞“年轻化”。这一发现为开发能够更有效、更简单地用于细胞再生的小分子提供了突破。

　　中科院上海药物研究所研究员、国家新药筛选中心副主任谢欣表示，我国科学家在化合物诱导多能干细胞的领域互为补位，中国在该领域处于世界领先地位。