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最近研发现,谱系特异性转录因子能够将完全分化的细胞重编程成为多潜能干细胞或其他类型的细胞。这些转录因子能够直接改变分化细胞的命运。Yamanaka和同事第一次利用转录因子诱导产生多潜能干细胞开启了基于细胞治疗的新纪元。但多潜能干细胞具有致瘤性,并且使用该细胞难以分化产生足够的靶向类型细胞。近年来,谱系重编程作为一种获得靶向细胞的新途径,逐渐成为目前的研究热点。谱系重编程技术的首次使用是在成纤维细胞中异位表达MyoD基因将其重编程成为骨骼肌细胞。此后又有研究发现在成纤维细胞中共表达PU.1和C/EBP基因可以使其转化成为巨噬细胞;利用转录因子Ascl1、Brn2和Myt1l重编程成纤维细胞到功能性的神经元;还有研究通过Gata4、Mef2c和Tbx5三种发育相关转录因子将成纤维细胞转化为功能性的心肌细胞。在诱导产生多潜能干细胞的过程中,一些调控信号通路的化学小分子可以加速细胞诱导进程,甚至可以完全替代某些转录因子促使细胞重编程进程的发生,在谱系重编程的过程中却未见类似的报道。肥胖症作为一种流行性疾病在近年来成为世界公共卫生的一个严峻问题。脂肪组织作为一种重要的代谢器官参与调节机体胰岛素敏感度及能量平衡。在生命活动中,当能量摄取超过营养需求时就会导致甘油三酯生成及前脂肪细胞分化。超重或肥胖可以引起多种健康问题,如心血管病、糖尿病、脂肪肝和癌症等。此外,癌症和免疫缺陷病导致的恶病质作为一种复杂的代谢综合症会急剧消耗脂肪组织。因此研究脂肪细胞的转化对于研究脂肪细胞形成机制、预防肥胖相关疾病及恶病质的治疗方面有着十分重要的意义。研究发现一些信号通路能够调节脂肪形成。转化生长因子(TGFβ)能够调节多种细胞分化进程,包括肌细胞、软骨细胞、成骨细胞和脂肪细胞。TGFβ能够维持前脂肪细胞未分化状态,抑制其向脂肪细胞分化,并且能够减少成熟脂肪细胞中脂肪特异基因的表达,逆转成熟脂肪细胞到未分化状态。TGFβ1转基因鼠的白色及褐色脂肪组织与野生型鼠相比明显减少,前脂肪细胞分化进程受到抑制。除此之外,Rho相关激酶(ROCK)也与脂肪细胞形成有关。在前脂肪细胞向脂肪细胞分化过程中,细胞形态从前脂肪细胞的纤维状变化为脂肪细胞的圆形或类圆形,期间肌动蛋白在细胞形态变化过程中发挥重要作用。ROCK能够调节肌动蛋白细胞骨架的重组及细胞支架的拉伸和收缩,同时抑制ROCK信号通路能够提高脂肪细胞的形成。本实验利用TGFβ和ROCK信号通路抑制剂SB431542和Thiazovivin处理猪胚胎成纤维细胞重编程获得脂肪细胞。得到的脂肪细胞富含脂滴并表达多种脂肪特异基因。此外,本实验排除了供体细胞中混杂有间充质干细胞及前脂肪细胞分化成为脂肪细胞的可能,并证实了胚胎成纤维细胞转化成为脂肪细胞是一种谱系重编程进程,中途细胞没有经过多潜能状态。该实验为脂肪细胞的获得提供了一种新的方法,化学小分子的使用也为细胞谱系重编程的研究和再生医学治疗提供了一种新的途径。