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把成纤维细胞转变成了神经元到底是怎么一回... ?

 pgl147258 2016-05-25

补充一下@鬼谷藏龙 的答案,错漏之处欢迎探讨。

山中伸弥的故事具体是这样的:别人都在搞从胚胎干细胞搞成各种特化的终末分化细胞,多他一个人也没什么搞头。他不如试试能不能反过来,把特化的终末分化细胞搞成胚胎干细胞。于是他就狂看了一堆paper,挑出来一堆因子,想试试看把这些因子弄进成纤维细胞里面去,能不能把成纤维细胞变成胚胎干细胞。楼上说得过于简略,其实当时全世界没人认为这个事情能干成,因此压根没人想要去这么干。有几个大牛团队,并没认为变成胚胎干细胞这事可行,第一,他们集中在特定的几个细胞类型,尤其是相似的细胞类型之间,比如上面说的肝脏细胞和胰岛,它们是由同一坨肠子上的细胞分化发育而来的。第二,将细胞变回为胚胎干细胞这种最原始的细胞,没人觉得这事能行,有几个搞的,是把各种细胞硬凑到一块儿,看看细胞质里面的那一锅汤能把细胞变成什么样子,根本没有想到用定向、特定的几个分子来把细胞“返祖”。

山中伸弥想要这么干的另一个原因是自己的实验室和职位也半死不活,折腾不出来估计也不会再坑了,折腾出来就是大发现。生物这玩意并不是理论上你觉得行,实际上就一定行的。理论上把肿瘤100%切除,人就好了,实际上呢?各种因素制约。所以,说他异想天开,绝对不是贬低他,而是恰如其分。但是这个并不是其他科学家当时给他的评价,因为当时世界上,没人关心日本一个半死不活的实验室里面在搞什么。

因此他就跟手下博士开始干了。先是一个一个把因子弄进细胞去,没有一个管用的,他们都很挫败,其实我也不知道应该不应该用挫败,因为本来你也不知道这玩意到底行不行啊,现在不行,好像也没什么好挫败的?总之,他的博士生说,我们不如把这24个因子,一块儿给弄细胞里面吧。这其实也是最后的疯狂了,因为没人这么干过,弄24个因子进去的难度,并不是弄一个因子进去的难度的24倍,而是谁也不知道能不能行。于是,奇迹出现了~~~

下一步也很巧妙,既然24个因子一股脑弄进细胞去,可以指挥成纤维细胞变成类似于胚胎干细胞的细胞,那么我每次转 24 - 1 个因子进去,如果剔除的不是关键因子,同样的过程就可以复现,只有关键因子被剔除的时候,实验才会失败。

于是,他找到了最关键的四个因子。

从一锅细胞质汤有时候能诱导成一些细胞类型,到四个因子诱导成与胚胎干细胞极为相似的细胞,这用天壤之别来形容,完全不过分。为了与真正从胚胎内部得到的干细胞相区别,这种细胞被称为诱导干细胞。

而且,与其他各种惊天地泣鬼神的paper,其他实验室半天做不出来还不知道为什么相比,他的实验流程一公布,全世界的实验室,呼啦啦都开始人造干细胞了。这是他另一个巨大的贡献,就是透明的实验流程,不仅奠定了他的首创人的名声,而且将这种新技术迅速扩展到应用。

邓宏魁的主要贡献,在于用细胞外的诱导方式。因为如果想要把这种技术最终投入到人体,转入的四个因子,是进入到细胞核,牢牢插入到DNA上的,这种方式应用于人体有很大的风险,因为胚胎干细胞就是疯狂分裂的,说白了就是另一种肿瘤细胞(听说过畸胎瘤吗),如果细胞带着这四个因子打进人体里面,是不是哪天不小心,嘭得出来个瘤子?邓宏魁和世界上其他的实验室,就希望用小分子诱导的方式,来将成纤维细胞来变成这种诱导干细胞。其实后面的细节我就不知道了,总之就是找到了各种小分子。

于是大家开始玩,矮油,这种细胞也可以诱导,矮油,那种细胞也可以诱导......

过了一阵子,大家玩腻了。而且,将分化细胞诱导成干细胞,相当于从北京六环回到了二环内,如果要变成有用的细胞,还要再往六环走,只不过走另一条路。这很麻烦啊!于是Wernig的实验室就想,我能不能不回到原点,直接从六环走啊?其实上面说了,之前不是没人想过,但是论文非常稀少,因为大家主观上认为这是特例,但是有了山中伸弥,大家才发现细胞的可塑性原来如此之强,因此山中伸弥的研究给大家大大打开了思路,也大大鼓舞了士气。思路呢,既然前有山中伸弥,那么就很类似了:找几个在神经发育和神经内起关键作用的因子,捯饬到细胞里面去,看看变成什么。于是,他成功了,只需要三个因子,就把成纤维细胞,走六环直接变成了神经元。

邓宏魁呢,继续搞小分子诱导......搞成了......


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