近日，《細(xì)胞·代謝》雜志在線發(fā)表了中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院劉興國(guó)研究組的最新成果：“線粒體炫”的短暫激活啟動(dòng)體細(xì)胞重編程。該研究發(fā)現(xiàn)，在體細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞的早期，量子化的“線粒體炫”短暫激活，通過(guò)調(diào)控細(xì)胞核的表觀遺傳學(xué)變化促進(jìn)重編程。這是科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)“線粒體炫”通過(guò)表觀遺傳調(diào)控細(xì)胞命運(yùn)。
　　“線粒體炫”是近期發(fā)現(xiàn)的單個(gè)線粒體內(nèi)超氧陰離子自由基自發(fā)的、間歇性、量子化的生成，并伴隨線粒體膜電勢(shì)瞬間驟降的事件。這一生物現(xiàn)象依賴于線粒體呼吸鏈，由線粒體通透性轉(zhuǎn)換孔觸發(fā)。“線粒體炫”可作為定量研究線粒體狀態(tài)的生物標(biāo)記物，并且能預(yù)測(cè)個(gè)體壽命。然而，“線粒體炫”在細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)換中的變化規(guī)律是怎樣的？是否存在重要作用？這些問(wèn)題目前均不清楚。
　　體細(xì)胞重編程技術(shù)不僅極大地推動(dòng)了再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展，同時(shí)為細(xì)胞命運(yùn)決定的機(jī)理研究提供了理想的體外模型。劉興國(guó)研究組利用這一模型實(shí)時(shí)觀測(cè)了“線粒體炫”的發(fā)生規(guī)律，并深入研究了其作用機(jī)制。研究人員從體細(xì)胞重編程開(kāi)始進(jìn)行連續(xù)觀察，驚奇地發(fā)現(xiàn)在Yamanaka因子加入體細(xì)胞的第3天，“線粒體炫”頻率出現(xiàn)一個(gè)峰值，隨后迅速下降。這一重編程早期“線粒體炫”的短暫激活，有利于體細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，“線粒體炫”通過(guò)調(diào)控TET2介導(dǎo)的Nanog基因啟動(dòng)子去甲基化，增加Nanog蛋白表達(dá)，從而促進(jìn)重編程。
　　該研究首次展示了細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)換中“線粒體炫”的變化規(guī)律，揭示了“線粒體炫”對(duì)多能性獲得的作用機(jī)制。更重要的是，這一發(fā)現(xiàn)揭示了線粒體信號(hào)在表觀遺傳調(diào)控中的重要作用，為細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)換的機(jī)制研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)提供了新思路。
　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2015-11-11 第1版 要聞)