编程就能生产想要的细胞和器官,未来的医院可能变成卖人体零件的

几十年来,生物科技领域最令人惊喜的进步就是人工万能干细胞技术的发展。该技术可以将成年细胞还原成类似胚胎的空白状态,然后转化成一种特殊的组织。

人工万能干细胞(Inducedpluripotent stem cells),利用导入特定基因或是特定基因产物(蛋白质)等方式送入体细胞(如:皮肤细胞或肝脏细胞)中,使该体中的 APSC 多能细胞变成为具备如同胚胎干细胞(ES 细胞)般,具有分化成各式细胞之万能分化能力,并且可以持续增生分裂。

这项新的技术,在 2006 年首度由日本京都大学山中伸弥教授团队率先实现,使用老鼠纤维细胞制作而成。

但是如今,出现了一个新的模型可以略过这一耗时的过程,可以直接将细胞编程为我们想要的任何细胞。

密歇根大学生物学家研究发现,让细胞分化其实是有捷径的,任何细胞都可以直接转化为目标细胞类型。

事实上,这一构想的产生远比诱导万能干细胞的发现还要早。早在 1989 年,美国西雅图弗雷德哈钦森癌症研究中心的研究者们就发现了将人体皮肤细胞转变为肌细胞的方法。

通过诱导性万能干细胞与蛋白上结合形成的转录因子,可调节细胞内的基因表达,从而决定细胞的种类、细胞分裂、生长和死亡。

在当时的研究中,研究团队使用一种含转录因子的 MyoD 分子,发现了这种诱导多能干细胞技术,即通过转录因子 POU5F1, SOX2, KLF4, 和 MYC 来控制细胞。

密歇根大学研究团队在该实验中,结合对 DNA 和基因组结构的新认知,研发了一种能预测细胞重新编写因子的程序。

该实验采用 3D 基因组代表(Hi-C 数据)来制定时间和顺序给实验对象注射转录因子,从而产生具体所需的细胞。

这项细胞诱导程序不仅在理论上可以帮助我们生成各种所需的器官,还可能通过帮助我们将导致器官病变的特定细胞转化成良性和安全的物质,从而帮助我们战胜癌症和遗传病等疾病。

虽然还存在于概念当中,并没有付诸实验,但是密歇根大学研究团队希望能尽早完善该程序,以便其他科学家也将能够将之运用于对抗癌症和其它生物医疗的研究。

这项技术的进步再一次让人类向“造物主”靠近,意味着可能在某一天,各大医学中心将成为细胞和器官的定制化生产工厂。