研究人员揭示了为什么细胞在重编程过程中难以完全改变身份

一项新研究揭示了将一种特化细胞转化为另一种特化细胞所面临的挑战，这一过程对于再生医学的发展至关重要。尽管该领域最近取得了进展，但维持重编程细胞新身份的一个关键障碍在于其原始 DNA 甲基化模式——定义细胞身份的关键标记。

该项研究目前发表在《美国国家科学院院刊》上，由希伯来大学的 Yosef Buganim 教授和 Howard Cedar 教授以及宾夕法尼亚大学的 Ben Stanger 教授领导。

细胞重编程通常通过一种称为转分化的过程实现，它使科学家能够将细胞转化为不同类型的细胞，例如将皮肤细胞转化为心脏细胞。虽然这些转变最初看起来很成功，但新重编程的细胞往往无法随着时间的推移保持其新的身份。

结果如何?这些细胞的行为仅部分类似于目标细胞类型，从而限制了它们在长期治疗或治疗应用中的使用。

为了更好地理解这个问题，研究人员开发了一种新方法来分析细胞转化过程中 DNA 甲基化的变化。DNA 甲基化是一种化学过程，有助于调节细胞中哪些基因活跃，作为一种锁定细胞身份的细胞记忆。

通过研究实验室培养细胞和动物组织中直接细胞转化的各种模型，研究小组发现，尽管这些细胞可能开始看起来和表现得像新类型，但它们仍保留了原有的 DNA 甲基化模式。

“尽管基因表达发生了显著变化，但重新编程的细胞无法完全消除其原始的发育指令。这限制了它们完全承担新角色的能力，”布加尼姆教授解释说。

这项研究表明，DNA 调控区域中嵌入的发育限制阻止细胞重置这些模式。因此，重新编程的细胞无法成为其预期类型的​​全功能版本。

“这一发现为理解完成细胞重编程的分子障碍开辟了新途径，”Cedar 教授补充道。“这也使我们距离找出如何克服这些障碍更近了一步，这可能对未来的医学应用(包括组织再生和疾病建模)具有重要意义。”

这些发现标志着细胞重编程领域迈出了重要一步，为如何实现稳定和功能性的细胞转化以供未来的细胞治疗提供了重要见解。

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