來自于成熟細胞的多能干細胞能分化成為幾乎類型的細胞。日前科學家們對這個重編程過程進行了全面分析，并由此發(fā)現(xiàn)了一種新型的多能細胞。

多能性是指細胞生成機體所有細胞類型的能力，一般存在于早期胚胎發(fā)育中。從胚胎能分離到兩種不同的多能細胞進行體外培養(yǎng)：胚胎干細胞和外胚層干細胞。此外，特定的轉錄因子組合（重編程因子）能使成熟細胞恢復多能性，成為誘導多能干細胞（iPSC）。iPS重編程會生成一系列不同的細胞類型，說明可能存在未被發(fā)現(xiàn)的多能狀態(tài)。

十二月十日發(fā)表的五篇文章（兩篇Nature，三篇Nature Communications）就描述了iPS重編程的新型多能性產(chǎn)物，F(xiàn)-class細胞。

這五篇文章來自于Project Grandiose，這個項目旨在從客觀角度深入分析iPS重編程過程。研究人員認為，廣泛記錄重編程每個階段發(fā)生的分子和細胞轉變，能夠得到iPS重編程的完整路線圖，幫助人們理解重編程時出現(xiàn)的不同多能細胞，這些細胞差異在許多研究中受到了忽視。

F-class細胞的得名于其*的模糊形態(tài)，是一種不同于胚胎干細胞ES和外胚層干細胞的多能細胞。在傳統(tǒng)重編程方法中，達到多能性之后宿主細胞表達的因子會沉默重編程因子。然而，F(xiàn)-class細胞的維持依賴于轉錄因子持續(xù)性的高表達。

研究人員發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)-class細胞形態(tài)模糊是因為它們粘性低。粘性低加上增殖快，意味著這些細胞更適合大規(guī)模生產(chǎn)，而細胞療法正好要用到大量的細胞。不過，F(xiàn)-class細胞對轉基因的依賴目前還是其臨床應用的一大障礙。

研究人員進行了目前zui詳盡的重編程分析，明確了通向多能性的不同分子路徑。舉例來說，他們揭示了決定ES狀態(tài)和F-class狀態(tài)的關鍵決定因素。F-class狀態(tài)的出現(xiàn)依賴于抑制ES細胞中表達的基因，這是通過組蛋白H3賴氨酸27的*基化實現(xiàn)的。而DNA甲基化標簽的喪失是ES狀態(tài)所必需的條件，F(xiàn)-class細胞保留有一些這樣的標簽。研究總結道，DNA甲基化在iPS重編程中起到了至關重要的作用，是F-class狀態(tài)和ES狀態(tài)的表觀遺傳學轉換開關。

這項研究分析了iPS重編程過程中小RNA（轉錄后調控子）發(fā)生的改變，發(fā)現(xiàn)有一組特殊的microRNA為F-class多能性提供支持。研究還表明，在細胞重編程過程中有兩波蛋白表達的改組，而且F-class狀態(tài)和ES狀態(tài)的蛋白表達模式存在差異。

Project Grandiose開啟了全新的研究領域，向人們展示了體外重編程達到的新型多能狀態(tài)。這說明細胞重編程可能還有其它的多能性終點，胚胎發(fā)育中也可能出現(xiàn)了更多的多能狀態(tài)。