山中伸彌（shinya Yamanaka）利用逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)基因的方法實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞重編程，產(chǎn)生誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞），開創(chuàng)了基因調(diào)控細(xì)胞重編程的全新領(lǐng)域。隨后大量研究表明，不同基因的聯(lián)合應(yīng)用可以誘導(dǎo)體細(xì)胞向多種類型細(xì)胞轉(zhuǎn)變,如心肌細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、血液祖細(xì)胞、胰島細(xì)胞等。這些轉(zhuǎn)分化研究都是通過病毒轉(zhuǎn)染、整合、基因過表達(dá)等直接調(diào)控細(xì)胞內(nèi)部基因網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)細(xì)胞命運(yùn)，尋找更為安全的轉(zhuǎn)分化方法是重編程技術(shù)臨床應(yīng)用亟待解決的重要問題。 干細(xì)胞的命運(yùn)不僅受到細(xì)胞內(nèi)部基因網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控，細(xì)胞外部信號(hào)、生長(zhǎng)方式及所處微環(huán)境的調(diào)節(jié)作用也是極為重要的。三維球狀形態(tài)（或者克隆形態(tài)）與干細(xì)胞特性是密切相關(guān)的，如胚胎干細(xì)胞在滋養(yǎng)層上以克隆形態(tài)生長(zhǎng)，神經(jīng)干細(xì)胞以神經(jīng)球的形態(tài)生長(zhǎng)；克隆形成實(shí)驗(yàn)是鑒定干細(xì)胞的重要手段,干細(xì)胞分化后失去克隆樣形態(tài)；多項(xiàng)研究也表明三維成球培養(yǎng)可以更好地維持干細(xì)胞的自我更新和多向分化特性。那么，三維成球培養(yǎng)對(duì)細(xì)胞重編程有什么影響呢?
中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所戴建武研究組對(duì)小鼠成纖維細(xì)胞進(jìn)行了三維成球培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)三維成球培養(yǎng)的小鼠成纖維細(xì)胞顯著上調(diào)了Sox2基因的表達(dá)，并且獲得了類似于神經(jīng)前體細(xì)胞（neural progenitor cell, NPC）的特性，包括相似的細(xì)胞形態(tài)、NPC標(biāo)志物的表達(dá)及自我更新能力。并具有分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞的能力。當(dāng)注射到鼠大腦海馬部位后，可以存活并在體內(nèi)分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞。
這些結(jié)果表明，不依賴基因、RNA及蛋白的導(dǎo)入，三維成球培養(yǎng)可以誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞發(fā)生重編程，獲得神經(jīng)前體細(xì)胞特性，為尋找更安全的轉(zhuǎn)分化方法提供了新的思路。
該項(xiàng)工作受到科技部重大科學(xué)研究計(jì)劃和中科院干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)資助。
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