九州大学科学研究生院和哈佛医学院遗传学研究生院的一个研究小组成功鉴定了一组重编程因子,可以赋予非肢体细胞肢体祖细胞的特性。由于肢体祖细胞可以从非肢体细胞中产生,因此肢体缺损治疗技术的开发有望取得进展。
人类的四肢源自胚胎发育过程中的侧板中胚层。侧板中胚层的一部分变成肢体祖细胞(LPC),在胚胎发育后期形成骨骼、软骨和肌腱等结缔组织。关于肢芽,即肢原基,已经发现了许多与肢芽形成相关的基因,但最初赋予侧板中胚层“LPC样”的基因的身份尚不清楚。
该研究小组旨在鉴定肢芽中表达的基因中的“重编程因子”,这些基因可以将非肢体来源的细胞转化为 LPC 样细胞。首先,我们列出了一组仅在早期肢芽形成区域起作用的基因作为重编程因子的候选基因,并研究了非肢体来源的细胞是否含有促进LPC特征性标记基因表达的基因。结果,当使用转录因子Prdm16和Zbtb16与RNA结合因子Lin28a(称为PZL)的组合时,诱导了LPC标记基因的表达。
诱导该标记基因表达的细胞(称为rLPC)不仅具有基因表达谱,而且还具有与内源性LPC相同的分化能力(骨和软骨形成能力)。此外,在 PZL 中添加 Lin3(一种 E41 泛素连接酶)可提高 rLPC 重编程效率。
这强烈表明这些因素可能在肢体发育过程中的肢体祖细胞规范中发挥作用。我们也是世界上第一个通过重编程成功创建类 LPC 细胞的人。