在死亡之前,已變成皮膚細(xì)胞的細(xì)胞仍然是皮膚細(xì)胞。在過(guò)去十年,明顯的是,細(xì)胞身份并不是一成不變的,它能夠通過(guò)激活特異性的遺傳程序而得以重寫(xiě)。如今,再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域面臨著一個(gè)問(wèn)題:這種重寫(xiě)應(yīng)當(dāng)采取常規(guī)方法,即成熟細(xì)胞首先轉(zhuǎn)化回干細(xì)胞,或者如果可行的話,采取一種更加直接的方法?
術(shù)語(yǔ)“終末分化(terminally differentiated)”概述了一種舊的觀念---皮膚細(xì)胞、肌肉細(xì)胞或其他的成熟細(xì)胞不能夠經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)而獲得一種顯著不同的命運(yùn)。十年前,這種觀念開(kāi)始搖搖欲墜,這是因?yàn)槟悄耆毡揪┒即髮W(xué)細(xì)胞生物學(xué)家山中伸彌(Shinya Yamanaka)證實(shí)導(dǎo)入幾個(gè)基因能夠?qū)⒊赡甑某衫w維細(xì)胞(結(jié)締組織)轉(zhuǎn)化為誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞)[1]。類(lèi)似于胚胎干細(xì)胞,iPS細(xì)胞能夠分化為任何一種類(lèi)型的細(xì)胞,這一性質(zhì)被稱作為多能性。不同于胚胎干細(xì)胞---它們必需從人胚胎中收集,因此面臨著而巨大的政治負(fù)擔(dān)---的是,iPS細(xì)胞也能夠無(wú)限量地增殖。
僅僅在山中伸彌的發(fā)現(xiàn)---這一發(fā)現(xiàn)讓他贏取2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)---幾年后,研究人員就已開(kāi)始發(fā)現(xiàn)改變細(xì)胞類(lèi)型的捷徑,他們稱之為“直接重編程”,即一種類(lèi)型的成熟細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)后能夠直接變成另一種類(lèi)型的成熟細(xì)胞,而不需要借助產(chǎn)生iPS細(xì)胞這一中間階段。研究人員已了解到如何將皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元或心臟細(xì)胞,如何將胃細(xì)胞轉(zhuǎn)化為分泌胰島素的β細(xì)胞。利用直接重編程產(chǎn)生神經(jīng)元的德國(guó)美因茲古藤堡大學(xué)科學(xué)家Benedikt Berninger說(shuō),“就在你的眼前觀察這些細(xì)胞改變它們的身份是非常神奇的?!?/p>
相對(duì)于對(duì)iPS細(xì)胞的研究,對(duì)直接重編程的研究還處于更加初始的階段,但是它正激發(fā)人們對(duì)再生醫(yī)學(xué)的興趣。直接重編程的細(xì)胞可能比通過(guò)iPS細(xì)胞中間階段產(chǎn)生的細(xì)胞更加安全,這是因?yàn)楹笳呖赡芎卸嗄苄约?xì)胞而具有與腫瘤細(xì)胞一樣的廣泛增殖能力,這會(huì)使得它們潛在地導(dǎo)致癌癥產(chǎn)生。