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定义表观遗传重编程、细胞重编程和复兴——利基市场

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表观遗传重编程是细胞生物学中使用的一个术语,也越来越多地出现在新闻报道中。

不幸的是,有些人,尤其是细胞再生和抗衰老领域的人,对这个术语和其他事物感到困惑。

首先,表观遗传重编程并不具体意味着细胞再生。

今天这篇文章的目标是明确定义表观遗传重编程。 我还将其与“细胞重编程”和“复兴”这两个术语区分开来。

表观遗传重编程
艺术家对表观遗传重编程的演绎。 诺普弗勒图像。

那么我们如何定义和区分这些术语呢? 它们与复兴有何关系?

什么是表观遗传重编程?

让我们从表观遗传重编程开始,它可以在不同的情况下表现出来。 这是一个广泛的术语。

简而言之,这意味着细胞的表观遗传状态发生重大变化。 这种变化有时非常强大,以至于它们改变了细胞身份的各个方面,导致细胞重新编程。 然而,这种情况并不总是发生。

值得注意的是,一些发育生物学家仅使用表观遗传重编程一词来指代早期发育事件。 这对我来说太有限了,但对此有不同的想法。

表观遗传重编程的例子

在一种情况下,这就是如何实现细胞重编程的最终目标,将体细胞身份改变回原来的状态。 iPS 细胞。

也可以尝试这种重编程的不同版本,以实现“细胞复兴”的不同目标。 例如,保持血细胞是血细胞,但使其物理上更年轻(改变时钟,而不是身份)。 如果不产生至少一些干细胞(如 iPS 细胞),则很难在组织中实现这一目标,这些干细胞有可能生长成畸胎瘤甚至癌症。

另一个例子是在 体细胞核转移 或 SCNT。 体细胞的细胞核通过其在卵母细胞细胞质内的新家进行表观遗传重编程。

让事情变得更加复杂的是,表观遗传重编程也以其他方式发生,包括在实验室范围之外。 如前所述,它也会发生在正常的人类发育过程中。 当卵子和精子在受精期间以及之后的早期胚胎中融合时,基因组必须重置其表观遗传状态。 基因表达从母体到合子的转变,取决于主要的表观遗传变化。

癌细胞还可以表现出其表观基因组的重新编程。

这里需要注意的是,表观遗传重编程是一个非常广泛的术语。 这不仅仅意味着复兴。

什么是细胞重编程?

我们如何定义 细胞重编程? 这也不完全简单。

细胞重编程意味着细胞的身份发生了根本性的改变。 这可以在实验室中以不同的方式完成。 例如,我们讨论过通过重编程来制造 iPS 细胞。 不过,还有 直接重编程 (有时称为转分化)一种细胞类型(如神经元)转变为另一种细胞类型(如肾细胞)。 将您最喜欢的任意两种至少有些分化的细胞类型交换到直接重编程方程中。 成纤维细胞到神经元是另一个例子。

细胞重编程也会发生 体内。 它可以表现在疾病中,例如某些类型癌症的发生过程中。 在这种情况下,我们可以看到细胞可以以有害的方式重新编程。 例如,在脑癌的早期,一些细胞可能呈现出异常的“年轻”特征,并在大脑根本不应该生长的情况下生长过多,从而导致肿瘤。

从某种意义上说,细胞重编程也可能在体内正常发生,但尚不清楚。

细胞重编程通常是表观遗传重编程的结果,但它们并不是等同的术语。

科学家应该如何严格定义细胞再生?

那么复兴呢? 有些人以过于宽松的方式使用“复兴”或“细胞复兴”一词。 在某种程度上,细胞复兴可以简单地意味着使细胞或有机体等物体以更年轻的方式出现和发挥作用。

正如我之前写过的,这里有一些棘手的问题 复兴。

在严格的科学层面上,如何测量和统计评估返老还童的程度? 表观遗传重编程(例如 DNA 甲基化改变为与年轻细胞或生物体相关的状态)的证据是否足以说明“繁荣,我们已经恢复活力了”? 研究人员是否也应该在转录组中寻找“年轻 RNA”的潜在特征? “年轻转录组”的定义有多明确?

细胞、组织和生物体的新陈代谢又如何呢? 端粒长度?

所有这些东西都整合到一起了吗? 目前还没有标准,但需要它们来帮助提高该研究领域的严谨性。

总的来说,我们需要精确地使用与各种类型的重新编程相关的语言和术语。 但挑战之一是对于如何定义事物存在不同的看法。 一些研究人员甚至以不同的方式定义干细胞。 即使考虑到一定的灵活性,在研究界内,表观遗传重编程一词并不意味着细胞复兴。

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