核重编程：从一种细胞类型到另一个细胞

柯尼大学博士在日本幼儿大学研究了一个人的成熟，分化的细胞可以从另一个人转移到卵细胞中，并重新编程为原始供体动物的克隆。这对动物克隆有影响，例如濒危物种或珍贵的牲畜线。此外，研究重编程导致更好地理解胚胎如何发展到完整的生物，从而有助于人类辅助生殖技术。

多年来，科学家对胚芽细胞（鸡蛋和精子细胞）进行编程以成为体内发现的所有不同细胞类型的方式被着迷，以及这些细胞如何从构成受精胚胎来产生完成动物。该过程的一部分受鸡蛋和卵母细胞（未成熟​​卵）中发现的母体因素的管辖，这对于在发育可行的胚胎之前重编程精子是必要的。这种细胞类型的这种重新编程为另一个细胞的影响也对已经成为特定细胞类型的细胞有影响。这种现象已经利用，通过生产可以“哄骗”的细胞（非胚芽）细胞产生干细胞来解决诸如眼睛的年龄相关性黄斑变性的问题，该问题可以“哄骗”成为一种特定类型的细胞。

通常，一旦细胞分化为特定的细胞类型，这是不可逆转的。因此，潜力将成熟体细胞变回早期胚胎状态呈现许多新的探索机会。Kindai大学的Kei Miyamoto博士正在研究这种重新编程过程的潜在机制，并探索该技术的新用途。可以从动物中取出体细胞，包括模型生物和牲畜，例如使用呼叫核重编程的技术改为早期胚胎。然后可以使用所得胚胎细胞来生长原始动物的克隆 - 这显然对今天这么多种物种面临的存在挑战有影响。

核重编程的第一步是核转移。简单来说，这意味着除去含有体细胞的DNA核，并插入卵细胞中，该卵细胞已被除去。然后通过宿主蛋细胞重新编程细胞细胞核，并且在许多细胞分裂循环后，将形成早期胚胎与与施主体细胞核的原始生物相同的DNA。

为了推进知识和理解，必须建立核重编程的实验模型，因为核转移极为专业化，只生产少数胚胎。目前核转移到卵子或卵母细胞是唯一建立的方法，可以提供体细胞的能力，具有开发生物所需的所有其他细胞。Miyamoto博士探讨了三种不同的方法来使用蛋和卵母料材料来实现体细胞的核重新编程。

在攻击过程中可能出现的混乱和混乱中，个人动物都会注意到？

从鼠标到鼠标
第一系统Miyamoto研究是将小鼠体细胞核（从分化的体细胞）核转移到小鼠卵母细胞中。卵母细胞必须处于发育阶段，称为Metaphase II，其准备受精。但是，由于宿主细胞的发育阶段，重新编程变得越来越不成功。这提出了另一个问题：在胚胎发育过程中的哪一点可能会失去卵母细胞/胚胎的重新编程能力？

在将早期胚胎植入到替代母亲之后，该过程导致原鼠的后代克隆后代。尽管取得了这一初步成功，但动物克隆的速度很低，表明其他因素在发挥作用。进一步的研究表明，这种低成功率是由于体细胞的不完全重编程，特别是异常的表观遗传重编程。当细胞专门用于具有特定功能时，例如神经或肺细胞，它们具有自己的模式，称为表观遗传签名，其保持其专业状态。然而，即使核转移到卵母细胞后，这种表观遗传症也可以持续存在，防止克隆后代的发展。

为此，近台大学和京都大学的合作小组在培育核移植胚胎的实验室中，发明了通过添加改变表观遗传特征的物质，消除细胞表观遗传特征的方法。结果，克隆效率提高了15%，这意味着每100个 细胞中，就有15个产生了克隆小鼠。这对克隆技术在许多领域的应用具有重要意义，包括保护濒危动物。事实上，最近由包括 宫本博士在内的近代大学团队发表的研究成果测试了是否有可能将一个2.8万年前的猛犸象细胞核移植到老鼠的卵母细胞中。

从鼠标到青蛙
促进体细胞的另一个可能的系统使那些转化变化是将哺乳动物细胞核的移植到青蛙卵母细胞中，特异性分为称为生发囊泡的细胞的一部分。青蛙细胞的该区域已经众所周知，用于含有重编程因素。实际上，使用躯体青蛙细胞的成功克隆在20世纪50年代由John Gurdon教授获得。Drmiyamoto和Gurdon Lab成员以前使用过这个系统来探索重编程机制，并识别负责核重新编程的基因。然后可以将这些基因潜在地用于其他系统中以重新编程细胞，例如在再生药物中，旨在开发用于再生，修复或替换患者中受损的器官或组织的方法。

在试管中重新编程
该组用于调查核重新编程的最终系统涉及观察所涉及的分子和生化过程。了解重编程后面的进程意味着这些系统可以利用未来的实验使用。然而，由于核转移胚胎的可用性有限，因此难以在鸡蛋和卵母细胞中的分子水平进行重编程。因此，Miyamoto博士已经开发了一种无细胞的重要生物分子混合物，称为重编程因子，其在试管中的细胞中诱导重编程，除去对动物模型的需求。对该方法的限制是小区仅部分重新编程，但这仍然提供了优势，因为可以生产大量细胞，并且耗尽的母体因素以确定细胞的功能，或防止重新编程的损伤。

未来发展方向
宫本茂博士的研究帮助识别了先前未被认识到的核重编程机制，并为这项技术的更多可能应用打开了大门，同时也加深了对所涉及的潜在生物过程的理解。

体细胞核重编程具有广泛的应用潜力，从再生医学，到家畜的繁殖与选定的性状，到保存濒危动物的遗传物质。每个重编程系统都可以用于解决不同的科学问题，例如，如果需要区分每个生物过程，那么将核移植到青蛙卵母细胞或试管中可能是最合适的。

需要进一步研究的主题是母体因素的核重编程概念是否通常适用于物种。到目前为止，已经克隆了啮齿动物，青蛙，斑马鱼和苍蝇等实验室物种，但在多大程度上不知道来自一个物种的卵和卵母细胞能够重新编程其他物种的体细胞核。宫米博士指出，尽管存在常见的重编程因素和物种的机制，但尚未令人满意地实现了胚胎的发展。