《Nature》發布重編程重要成果：單細胞譜系追蹤

　　來自華盛頓大學圣路易斯醫學院的科學家開發了一種新工具，可用作發育細胞的“飛行數據記錄儀（flight data recorder）”。

　　科學家希望有一天能夠從需要肝臟移植的患者身上采集皮膚細胞，引導皮膚細胞重編程為肝細胞，形成新的肝臟。這種細胞跟蹤設備能幫助研究人員詳細了解原始細胞和最終細胞，以及它們轉化的途徑。

　　這一研究成果公布在12月5日的Nature雜志上。

　　文章作者，Samantha A. Morris博士說，“人們對再生醫學很感興趣，例如，在實驗室中培養的組織和器官，可以用于測試新藥，未來也許還能用于移植。但我們需要了解重編程過程的工作原理。皮膚細胞轉化為心臟細胞的過程是否與轉化為肝細胞或腦細胞相同？將一種細胞類型轉變為任何細胞類型所需的特殊條件是什么？因此，我們設計這個工具來幫助回答這些問題。“

　　研究人員表示，新工具可以揭示細胞“重編程”途徑，這可能包括將皮膚細胞重編程成不同類型的干細胞，然后可以發育為新的肝臟或其他重要器官。這可以用于許多用途，比如癌癥研究記錄正常細胞發展成腫瘤的錯誤轉變。

　　“目前，細胞重編程效率非常低，”Morris說。“當將一種細胞類型，如皮膚細胞，轉變為不同的細胞類型，譬如腸細胞，只有約1％的細胞能成功重編程。而我們的技術讓我們看到，如果一個細胞在這個過程中很早就開始重新編程的正確途徑，它所有相關的細胞及其后代都會行動起來。”

　　具體來說，這種被稱為“CellTags”的技術利用病毒的自然特性，將微小的DNA“條形碼”（稱為“細胞標簽”）插入每個細胞。當細胞分裂時，它們獨特的條形碼傳遞給它們所有的后代細胞。在28天細胞重編程窗口期間的幾個設定時間點，添加新條形碼并分析細胞樣本，就可以查看它們在這個途徑點處正在做什么。

　　CellTagging技術可以追蹤哪些細胞具有共同的祖先，以及在譜系中找到共同祖先的距離。事實上，除了單次飛行追蹤之外，該工具還可以讓Morris和她的團隊構建復雜的細胞家族樹，這樣成功重新編程的細胞可以追溯到他們的早期祖先。

　　Morris的研究表明，在收到重新編程的指令時，細胞所處的狀態已經為其是否成功轉化奠定了基礎。這與一般認為細胞在首次指示重新編程時，可以進入不同方向這一假設相矛盾。

　　“如果我們能夠發現使細胞在重編程中獲得成功的初始條件，那么就可以將細胞轉化為我們想要的效率更高的細胞，”她說，“我們希望達到100％的效率。這對于再生醫學領域來說令人激動。”

　　研究人員已經確定了一種成分：他們發現如果在細胞中開啟某種稱為Mettl7a1的基因，那么與該基因無活性的細胞相比，能成功重編程的可能性可以增加三倍。

　　另一個有趣的發現是，重編程不成功的細胞似乎聚集在同一個死胡同，傾向于恢復到看起來像原始細胞類型。

　　目前Morris與華盛頓大學的技術管理辦公室合作，為該技術申請ZL。