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在一份新的细胞报告论文中，由休斯顿卫理公会研究所的John P. Cooke博士领导的研究小组已经确定并描述了一种对成体体细胞转化至关重要的生物因子(非细胞)精子或卵细胞)进入干细胞。“想想卡通变形金刚，卡车和汽车变成机器人。我们正在操纵细胞核中的基因来产生特定的蛋白质，改变生长和成熟的正常配方，并将成体细胞转化为新型细胞。能够变异为任何其他细胞类型，“资深作者和心血管科学系主席库克说。
这些细胞称为诱导多能干细胞(iPSCs)，可分化为任何体细胞类型，使其成为抵御多种疾病的潜在有价值的武器。库克和他的同事发现，活性氧(ROS，也称为氧衍生的自由基)在核重编程中起着关键作用。利用多种方法诱导体细胞成为iPSCs，研究人员首先发现，在重编程的早期阶段，转化始终伴随着ROS生成的增加。
“当我们使用遗传工具敲除控制ROS产生的酶时，或者我们将任何产生的ROS与抗氧化剂结合在一起时，我们观察到iPSC集落形成明显减少，”库克说。“相反，ROS的过量产生会干扰干细胞的形成，这意味着最佳的iPSC产生发生在自由基产生的'Goldilock区'内 - 太少或太多，并且重新编程关闭。”
最后，研究人员发现随着iPSCs的成熟，ROS的产生趋于平缓，这些成熟的干细胞集落在ROS水平较低的细胞环境中存活得最好。这项工作是Cell杂志2012年论文的延伸，其中库克表明用于传递重编程基因的病毒不仅仅是载体。
“我们学到的是病毒载体在重编程中起作用。它们对先天免疫信号的激活引起了表观遗传变化，这对于将体细胞转化为iPSC是绝对必要的，”Cooke解释道，他持有Joseph C.“Rusty”沃尔特和卡罗尔沃尔特洛克总统在心血管疾病研究中的杰出主席。
已知先天免疫信号传导刺激ROS产生，其参与细胞防御。库克说，该团队正在开发一种方法来操纵ROS的先天免疫信号，以最大限度地提高iPSCs的产量，并更好地指导它们的分化。
更好地理解体细胞重编程为多能细胞的机制对于理解和治疗疾病的持续工作至关重要。例如，人们可以将皮肤细胞来自患有阿尔茨海默氏症的人，将其恢复为iPSC，然后将它们分化为神经元，以便科学家可以研究该个体的脑细胞。因此，iPSC可用于理解不同的疾病过程，也可用于开发再生疗法。
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