问题——“逆转命运”是否可能,科学能改写细胞的走向? 随着生命科学不断推进,细胞命运的可塑性正从理论设想走向可验证的实验事实;高绍荣介绍,细胞命运调控的核心,是让细胞既定发育轨迹之外实现“转向”:成熟细胞可通过重编程回到具有较强分化潜能的状态,再在外界信号引导下转变为特定细胞类型。国际研究已证明成熟细胞并非不可逆,有关基础成果曾获诺贝尔奖认可,并推动再生医学、组织修复和疾病模型构建等方向持续发展。 原因——干细胞为何成为“命运编辑”的关键入口? 高绍荣指出,理解干细胞,关键在于把握两项基本特性:一是自我更新能力,即在一定条件下能够持续复制并保持自身特征;二是分化能力,即可生成不同类型的功能细胞。与之相比,许多成熟细胞在分裂完成后趋于稳定,甚至不再分裂,如神经细胞、心肌细胞等,主要承担特定生理功能,更新能力有限。 在此基础上,干细胞与衰老的关系尤为突出。高绍荣认为,衰老不仅体现在器官功能下降,更重要的原因之一,是干细胞系统逐渐“老化”。以造血干细胞为例,随年龄增长,细胞状态会发生变化,同时分化路径出现偏向:某些有益的免疫细胞生成能力下降,而其他谱系相对增强,可能打破免疫与炎症的平衡。慢性炎症被认为是衰老的重要特征之一,这条“干细胞老化—分化偏移—炎症增加”的链条,为理解多种衰老相关疾病提供了机制线索。 影响——从机理研究到医学应用,带来哪些现实可能? 围绕干细胞与命运调控的研究,正在为疾病治疗打开新思路。高绍荣表示,国际上已有研究探索通过补充或诱导特定细胞来改善疾病进程,例如将多能干细胞定向分化为神经细胞,用于神经退行性疾病的细胞替代治疗研究。此外,利用细胞重编程技术构建患者特异性细胞模型,也为药物筛选、毒理评估和疾病机理研究提供了更贴近临床的实验平台。 此外,克隆研究与干细胞研究在机理上存在内在联系。高绍荣回顾,早期“治疗性克隆”的设想,是将体细胞核置入去核卵母细胞,通过重建早期胚胎样状态获得多能细胞资源。这个过程本质上是对细胞状态的“重置”,关键环节之一在于表观层面的重建与校准。相关研究也为回答“如何让成熟细胞回到起点”积累了重要技术和理论基础。 对策——突破瓶颈,关键在“表观遗传”与精准可控 在高绍荣看来,改变细胞命运并不等于改写DNA序列,更关键的是调控基因“何时表达、表达多少、在哪里表达”。他指出,细胞虽然拥有相同的基因组,但不同细胞类型呈现不同功能,根源在于表观层面的差异:DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质结构等多层次调控,共同决定基因开关的开启与关闭,从而塑造细胞身份。 因此,要推动“命运编辑”走向应用,需要持续突破表观调控机理,并将其转化为可控、可验证的技术体系:一上,提高重编程与定向分化效率,减少不完全重编程带来的不稳定;另一方面,系统评估安全风险,特别是异常增殖、基因表达失衡等潜在问题,同时完善质量标准、过程控制与长期随访机制。高绍荣强调,可转化的技术必须建立在可重复的实验数据与规范化流程之上。 前景——从“能否做到”走向“如何做得更安全更准确” 业内普遍认为,细胞命运调控将长期沿着“基础研究牵引、临床需求推动、技术平台迭代”的路径演进。高绍荣判断,未来一段时间,研究重点将从证明可塑性转向提升精准度与稳定性:包括更细致地识别影响命运转换的关键因子与时序规律,更深入揭示干细胞衰老的驱动机制,并探索在不改变基因组的前提下,实现可逆、可控的功能年轻化干预。 同时,随着多组学、单细胞测序与高通量筛选等技术进步,细胞命运调控有望与疾病早诊、个体化治疗更紧密结合。面向帕金森病、心肌损伤、血液系统疾病等方向,细胞替代与组织修复研究或将持续拓展;但走向临床的每一步都必须以安全性、有效性与可监管性为前提,避免概念先行、应用冒进。
从克隆技术到细胞重编程,生命科学正不断刷新我们对细胞可塑性的认识。高绍荣院士团队的研究既拓展了对生命机制的理解,也为再生医学等领域提供了更清晰的技术路径。面向未来,随着关键机理逐步厘清、技术标准优化,细胞命运调控有望在更安全、更可控的前提下,释放更大的医学应用价值。