怀特黑德研究所和麻省理工学院科研小组开发了一种新型遗传标记物，可以有效提高诱导多能干细胞（iPSCs）恢复大不成熟的胚胎状态的效率，利用这一技术，人们可以预测哪些细胞能成功标称多能干细胞，这篇题为“Single-cell gene expression analyses of cellular reprogramming reveal a stochastic early and hierarchic late phase”论文发表在Cell杂志上。

几年前，生物学家们发现常规的体细胞可以重新编程成为具备生成所有其他类型细胞能力的多能干细胞。这样的细胞大有希望用于治疗许多的人类疾病。

这些诱导多能干细胞（iPSCs）通常是通过遗传修饰细胞过表达四种基因使得它们恢复到不成熟的胚胎状态而生成。但这一程序只能在一小部分细胞中起作用。

现在，来自怀特黑德研究所和麻省理工学院的研究人员确定了新的遗传标记物，有可能帮助使这一过程更有效率，科学家们能够预测哪些处理细胞将成功地转变为多能干细胞。

新的研究论文在线发布在9月13日的《细胞》（Cell）杂志上。根据研究人员所说，该研究还确定了生成iPSCs的重编程因子新组合。

领导这一研究的是干细胞研究领域的人物Rudolf Jaenisch，Jaenisch是怀特黑德研究所的创始人之一，曾经担任过干细胞学会的主席。其在一系列的领域做出了有影响的工作，包括基因敲除小鼠、表观遗传学研究、核移植、iPS等，解决了这些领域几乎所有的重要问题。论文的另一位主要作者是怀特黑德研究所博士后Yosef Buganim。

“在以往的研究中，你无法检测表达预测性多能标记物的少数细胞。这一研究真正酷的地方在于你能早期检测两个或三个表达这些重要基因的细胞，这是以前从未做到过的，”论文的主要作者之一、Jaenisch实验室的研究生Dina Faddah说。

单细胞分析

2007年，科学家们发现通过过表达Oct4、Sox2、c-Myc和Klf4四种基因成体干细胞可以被重新编程。然而在这些基因过表达的细胞群中只有约0.1-1%的细胞转变为多能干细胞。

在新研究中，Jaenisch小组重编程了小鼠胚胎成纤维细胞并在整个过程的几个时间点检测了已知或怀疑与多能性有关的48种基因的表达。这使得他们能够比较成为以及未成为多能干细胞的细胞以及只有部分重编程的细胞之间的基因表达图谱。

重编程的过程需要32-94天时间，一旦重编程完成，研究人员便在zui终成为多能干细胞的细胞中检测了表达的基因。

研究小组在zui终变为多能干细胞的细胞中确定了四个很早（在重编程基因传递约6天后）就开启的基因Esrrb, Utf1, Lin28 和Dppa2，它们控制了参与多能性的其他基因的转录。

研究人员还发现一些从前提出的多能性标志物在仅部分编程的细胞中处于活性状态，表明这些标记物将是无用的。利用新发现的标志物，“你可以消除并没有*重编程的所有克隆，你不会想将部分重编程的iPSCs用于患者特异性治疗，”Buganim说。

为了非常准确地读取细胞遗传图谱，研究人员利用称作Fluidigm（相关网页链接）的微流体系统筛查了基因，然后用可检测单链mRNA的荧光成像技术证实了他们的结果。

新研究*次检测了在细胞转变为多能状态过程中单个细胞的遗传改变。以往的研究是在大群细胞中观测基因表达改变，而并非所有实际上重编程的细胞，使得难于找出参与这一过程的基因。