三篇Cell揭曉iPS謎底：具體步驟與蛋白質組變化

的四大轉錄因子：Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc對iPSC的形成至關重要，但轉錄因子激發iPSC形成的步驟及機制一直尚不明確。近期Cell和Cell Report陸續發表了三項新研究成果，分別解析了iPS細胞如何一步步形成的步驟，以及在重編程的*天和zui后三天里的一個兩步復位方法，這揭開了iPSCs形成的謎底，也指出了相應提高重編程效率的一些新基因。

iPSC具有和胚胎干細胞（ESC）類似的特征和功能，卻極大程度避免了ESC研究和應用中面臨的倫理和排斥等諸多障礙，因此這一新技術給基于干細胞的個性化治療和再生醫學帶來了光明的前景。諾貝爾獎得主Yamanaka教授及后來的大量研究都表明Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc（OSKM）等轉錄因子對iPSC的形成具有至關重要的作用，但是對于上述轉錄因子激發iPSC形成的步驟和機制尚不明確。

為了揭開這個謎底，來自哈佛-麻省總醫院的兩位科學家：Sridhar Ramaswamy和Konrad Hochedlinger進行了iPS細胞形成的轉錄分析，發現了一種雙相過程。其中c-Myc/Klf4驅動了*波，Oct4/Sox2/Klf4驅動了第二波，這種雙相過程導致了一些細胞難以重編程，如果能提高4個因子的表達，就可以解決這一問題。

由此研究人員不僅解析出了iPS細胞由這些轉錄因子誘導恢復多能性的步驟，而且也提出了令體細胞更易形成iPSCs的方法。

在另外一篇文章中，研究人員采用了一種稱為深度定量蛋白質組學（in-depth quantitative proteomics）的方法，分析成纖維細胞重編程為iPS細胞過程中蛋白質組的變化，從蛋白種類和數量上的變化來闡述重編程過程。

研究人員收集了6個時間段的樣品進行分析：蛋白收集，在多肽上加上穩定的同位素標記，然后利用高通量納米液相色譜-串聯質譜進行分析，由此發現重編程的*天和倒數第三天出現了蛋白質組的一個兩步復位過程，這些蛋白以一個高度協調的方式發生著變化，出現了幾種生物學進程，比如電子傳遞鏈復合物的電化學變化，中間階段囊泡的運輸，還有zui后階段中的EMT樣進程等。

這項研究以定量蛋白質組學為基礎，進行了大規模（8000種蛋白），大范圍（7個數量級）的分析，明確的指出了重編程過程是一種多步驟進程，目前大部分研究集中在起始階段，而這項研究發現了前三天和后十二天的變化，解析了其中微妙的中間階段，將進一步增強我們對細胞重編程機理的認識。