細(xì)胞重編程是指將諸如神經(jīng)細(xì)胞或皮膚細(xì)胞一類的特化細(xì)胞轉(zhuǎn)變至胚胎干細(xì)胞狀態(tài)。逆轉(zhuǎn)端粒的生物學(xué)是讓細(xì)胞的發(fā)育進(jìn)程發(fā)生這種顛倒的必要條件；在正常條件下隨著時(shí)間的推移端粒會(huì)逐漸縮短，而在細(xì)胞重編程過程中它們朝著相反的方向使得端粒的長(zhǎng)度增長(zhǎng)。

    發(fā)表于Cell期刊旗下《Stem Cell Reports》雜志上的一項(xiàng)新研究揭示了，SIRT1蛋白是細(xì)胞重編程過程中延長(zhǎng)及維持端粒的必要條件。SIRT1還確保了通過細(xì)胞重編程過程生成的干細(xì)胞——誘導(dǎo)多能性干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）基因組的完整性。

    這項(xiàng)研究工作是由西班牙國(guó)家癌癥研究中心的端粒和端粒酶課題組與轉(zhuǎn)基因小鼠核心部門協(xié)作完成。

    自2006年日本科學(xué)家山中伸彌（Shinya Yamanaka）首次獲得源自成人組織的iPS細(xì)胞以來，再生醫(yī)學(xué)成為了最令人激動(dòng)且快速發(fā)展的生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域之一?？茖W(xué)家們抱著一個(gè)雄心勃勃的目標(biāo)，致力將iPS細(xì)胞分化為所有的細(xì)胞類型；使得能夠再生出如阿爾茨海默氏癥、糖尿病或心血管疾病等一些疾病損傷的器官。

    然而近年來iPS細(xì)胞的一些特性引起了科學(xué)界激烈的爭(zhēng)論。最新的研究表明在這些細(xì)胞中有可能累積染色體畸變和DNA損傷。端粒和端粒酶研究組博士后研究人員María Luigia De Boni說：“問題是我們并不知道這些細(xì)胞是否真正安全。”

    2009年，西班牙國(guó)家癌癥研究中心的同一實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)在細(xì)胞重編程過程中端粒的長(zhǎng)度增長(zhǎng)；端粒長(zhǎng)度延長(zhǎng)非常的重要，因?yàn)樗沟酶杉?xì)胞獲得了永生性——這是干細(xì)胞的一個(gè)特征。

    1年后，研究人員證實(shí)在胚胎干細(xì)胞中SIRT1蛋白水平增高。SIRT1屬于sirtuin家族成員，其與端粒維持、基因組穩(wěn)定和DNA損傷反應(yīng)有關(guān)聯(lián)。西班牙國(guó)家癌癥中心的研究人員提出了這樣一個(gè)問題：SIRT1是否參與了細(xì)胞重編程？

    更安全的干細(xì)胞

    利用小鼠和細(xì)胞培養(yǎng)物作為研究工具，該研究小組發(fā)現(xiàn)SIRT1蛋白是正確及安全發(fā)生重編程的必要條件。De Bonis 說：“在缺失SIRT1的情況下我們觀察了細(xì)胞重編程，然而隨著時(shí)間的推移，生成的iPS細(xì)胞無法有效地延長(zhǎng)端粒，會(huì)遭受染色體畸變和DNA損傷。SIRT1幫助iPS細(xì)胞保持健康。”

    作者們發(fā)現(xiàn)，iPS細(xì)胞的這種保護(hù)性效應(yīng)部分通過cMYC調(diào)控因子介導(dǎo)。SIRT1減慢了cMYC降解，導(dǎo)致細(xì)胞端粒酶增多。

    該研究闡明了細(xì)胞重編程要如何確保干細(xì)胞的正常功能。這一知識(shí)將有助于克服iPS細(xì)胞應(yīng)用的一些障礙，推動(dòng)iPS細(xì)胞用于再生醫(yī)學(xué)。