一直以來，已分化的體細胞被認定為細胞發(fā)育的最終階段，并且此過程是不可逆的。但是，隨著生物科學研究的深入，細胞重編程技術打破了傳統(tǒng)的思維。目前把已經(jīng)分化明確的細胞重新逆轉為具有多能性或全能性細胞的方式，稱為細胞重編程（somatic cell reprogramming）。細胞重編程技術在人類疾病研究工作中的應用如圖1所示。

取自患者的體細胞被重新編程為誘導多能干細胞（Induced pluripotent stem cells，iPSCs）后，在體外進行培養(yǎng)、基因改造并分化成特異性的不同組織的細胞。這些健康的細胞重新植入人體可以取代受損的器官或組織。另外，也可以用這些功能細胞建立疾病模型，用于新治療藥物的篩選和毒性測試。

圖1 細胞重編程技術在人類疾病研究中的應用

（圖片來源于Nature Medicine）

目前，細胞重編程的方法主要包括細胞核移植、轉染特定的轉錄因子、細胞融合等[1]。其中，細胞核移植涉及倫理問題，轉錄因子容易引起基因突變且轉換效率低都限制了臨床應用。近年來研究人員發(fā)現(xiàn)了可以替代轉錄因子的小分子化合物對細胞進行誘導，也可以使已經(jīng)分化的細胞逆轉為具有多能性的細胞。

圖2 小分子化合物在再生醫(yī)學領域的治療策略[2]。

小分子化合物是指分子量小于1000Da（尤其小于500 Da），具有生物學活性的化合物。小分子化合物可以自由進入細胞膜、容易合成、價格低廉、容易調(diào)控、生物可塑性好等優(yōu)點，故小分子化合物誘導重編程技術成為研究者們新的研究方向。目前已經(jīng)報道的小分子化合物在誘導細胞重編程方面的實驗研究如表1。

表1 小分子化合物在誘導多能干細胞領域的研究進展[2]

注：Oct4;Sox2;Klf4是成纖維細胞轉化為誘導多能干細胞所必須的轉錄因子。

小分子化合物重編程體細胞已經(jīng)實現(xiàn)，通過誘導可以獲得多能干細胞、神經(jīng)細胞、心肌樣細胞等，這些細胞為疾病的臨床治療帶來了曙光，但是小分子化合物重編程的效率還有待提高。此外，小分子化合物重編程的機制還需要進一步明確。還需尋找更多小分子組合誘導其他類型細胞重編程。相比傳統(tǒng)的基因操作方式，化合物誘導細胞重編程更加方便且安全，隨著未來研究的深入，這項技術將在再生醫(yī)學及相關領域中具有廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]ZARRABI, MORTEZA, AFZAL, et al. Manipulation of hema-ptooietic stem cell fate by small molecule compounds[J]. Stem Cells & Develop, 2018, 27 (5):184-187.

[2] XU Y, SHI Y, DING S. A chemical approach to stem-cell biology and regenerative medicine[J].Nature, 2008, 453(7193):338-344.

[3]劉鑫洋, 秦杰琛. 小分子化合物在誘導多能干細胞領域的研究進展[J]. 中國生物制品學雜志, 2021(011):034.

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