改变细胞命运!女娲造人渐成现实

何谓细胞命运?

 

  细胞是生命的基本结构和功能单元。生命的执行最终是落到细胞,这是最根本的问题。

 

  细胞自身会呈现增殖、分化、衰老、死亡等现象,这种细胞的生命属性也被概括为细胞命运。细胞命运的决定、转变和重塑,即细胞可塑性,贯穿于多细胞生物机体的重大生理、病理过程。

  如何理解细胞的可塑性?

 

  以干细胞为例,干细胞分化为多种细胞类群表明其具有可塑性。分化后的细胞在应激的情况下可以转换细胞身份和属性,参与到组织修复和再生等生命过程中,这说明分化后的细胞也具有可塑性。分化的细胞可以被诱导产生多能干细胞(iPS细胞),进一步表明终末分化的细胞可以人工改变其身份和属性。

 

运用细胞可塑性 攻克恶疾

 

  细胞可塑性有多种含义,包括细胞类型的转换、细胞对环境信号的应答以及记忆,甚至还包括细胞衰老过程中的变化。

 

  细胞命运可塑性调控的机制研究,可从基因组不稳定性、表观遗传及非编码RNA、细胞代谢、细胞与微环境互作等方面展开。

 

  研究不正常细胞或能为疾病治疗找到新路径。

  细胞可塑性的异常变化会导致疾病的发生,以癌症为例,与正常组织相比,恶性肿瘤发生发展中细胞展现的多样性、异质性,就是把细胞命运可塑性发挥到极致的病变过程。肿瘤治疗中展现的耐药性更是肿瘤细胞重塑结构和功能、逃脱被杀死命运的集中体现。

 

  细胞可塑性调控和细胞研究,有望实现癌症等重大疾病机理的基础性前沿突破,解决临床诊疗的瓶颈问题。

  中科院分子细胞科学卓越创新中心的研究团队在小鼠1型糖尿病T1D模型中,通过移植这类胰岛干细胞,使其胰岛素的水平得到恢复。这项研究围绕成体干细胞的可塑性,为未来彻底治愈糖尿病提供了理论和技术的支持。

 

  研究肿瘤细胞在外界压力和微环境变化状态下的重塑与适应机制,解析肿瘤细胞可塑性的信号转导调控与表观遗传调控网络,揭示免疫系统与肿瘤发生发展的关系,进而通过细胞修复(例如PD-1抗体治疗)、细胞改造(例如CAR-T细胞治疗)、细胞调控(例如巨噬细胞功能调控)等手段来达到治疗恶性肿瘤的目的。