新闻 | “P 颗粒”主导细胞命运：科罗拉多大学团队揭示细胞分化关键机制
干细胞是生命的“万能种子”，它们如何知道自己将变成哪种细胞？在干细胞研究历经近三十年后，科学家终于在其中一种细胞结构——“P 颗粒”（P bodies）中，找到了决定细胞命运的关键线索。
一项由科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）和贝勒医学院（Baylor College of Medicine）合作完成的新研究表明，P 颗粒在调控细胞分化的过程中发挥着核心作用。研究团队通过操纵这些“细胞储存单元”，成功在实验室中高效生成了以往极难获得的细胞类型，包括生殖细胞前体（即精子和卵子的前身）以及“全能细胞”（totipotent cells）——一种能够发育成体内任何细胞类型的细胞。
“像是细胞炼金术”——操纵命运的科学
“我把这看作是一种细胞炼金术，”研究共同负责人、CU Boulder分子、细胞与发育生物学系助理教授贾斯汀·布伦博（Justin Brumbaugh）形象地说，“如果我们能理解并控制细胞命运的开关，让一种细胞变成另一种细胞，就能打开全新的研究与应用世界。我们的研究正是这个方向的基石。”
这项成果不仅有助于科学家更深入理解胚胎形成和疾病起源，也可能为不孕症治疗、器官再生以及新药测试提供新的路径。另一位共同负责人、贝勒医学院干细胞与再生医学中心助理教授布鲁诺·迪·斯特凡诺（Bruno Di Stefano）表示：“在最基础的层面上理解生物学的运作方式，本身就具有巨大的价值。”
打开细胞“储藏室”的秘密
研究团队在实验中观察了人类、小鼠和鸡的胚胎干细胞在不同发育阶段的变化，重点聚焦于P 颗粒——一种在细胞质中由RNA和蛋白质组成的“微型团簇”，几乎存在于所有脊椎动物细胞中。
早在2003年，CU Boulder的生物化学教授罗伊·帕克（Roy Parker）就发现了P 颗粒。过去，科学界普遍认为它们只是细胞中的“垃圾抽屉”，负责存放和降解暂时不用的RNA。然而，新研究颠覆了这一认知——P 颗粒更像是“有序的储物箱”，不同类型的细胞会在其中存放不同的RNA，这些RNA一旦被释放，就会重新指引细胞走向另一种命运。
布伦博解释说：“我们的研究显示，P 颗粒通过暂时封存特定基因产物，抑制它们的功能，从而控制细胞身份的转换。”
更令人兴奋的是，当研究人员“扰乱”这些P 颗粒、让其中的RNA重新被读取时，细胞竟能被“倒带”，回到一个更具可塑性的发育阶段。就像从树枝回到树干一样，原本已分化成熟的细胞能够重新变得灵活，再次被引导成为其他类型的细胞。
“全能细胞”的新契机
通过这种方法，团队成功地将成熟细胞转化为原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）和全能样细胞。布伦博称：“全能细胞几乎是干细胞生物学的圣杯。能在实验室中稳定获得这些细胞并进行研究，是一直以来极具挑战的目标。”
这项突破让科学家对未来充满想象。实验室生成的生殖细胞有望为新型生育治疗提供帮助，而全能细胞则有潜力用于再生受损器官或组织。更重要的是，这一技术能够让科学家追溯疾病的起点——例如，通过将帕金森病患者的神经元“逆转”到最早期发育阶段，研究者可直接观察病变如何产生。
此外，药物研发人员还可以利用这些早期细胞来建立更精准的药物测试模型。
微小RNA的“大作用”
研究还发现，非编码RNA——即微小RNA（microRNA）——在决定哪些RNA被储存在P 颗粒中起关键作用。通过调节这些微小RNA，未来或许能开发出针对特定疾病的新疗法。
“理解机制只是第一步，”迪·斯特凡诺说，“现在我们知道了驱动这一过程的因素，就能开始有针对性地加以操控。”
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新闻 | “P 颗粒”主导细胞命运：科罗拉多大学团队揭示细胞分化关键机制
干细胞是生命的“万能种子”，它们如何知道自己将变成哪种细胞？在干细胞研究历经近三十年后，科学家终于在其中一种细胞结构——“P 颗粒”（P bodies）中，找到了决定细胞命运的关键线索。
一项由科罗拉多大学博尔德分校（University of Colorado Boulder）和贝勒医学院（Baylor College of Medicine）合作完成的新研究表明，P 颗粒在调控细胞分化的过程中发挥着核心作用。研究团队通过操纵这些“细胞储存单元”，成功在实验室中高效生成了以往极难获得的细胞类型，包括生殖细胞前体（即精子和卵子的前身）以及“全能细胞”（totipotent cells）——一种能够发育成体内任何细胞类型的细胞。
“像是细胞炼金术”——操纵命运的科学
“我把这看作是一种细胞炼金术，”研究共同负责人、CU Boulder分子、细胞与发育生物学系助理教授贾斯汀·布伦博（Justin Brumbaugh）形象地说，“如果我们能理解并控制细胞命运的开关，让一种细胞变成另一种细胞，就能打开全新的研究与应用世界。我们的研究正是这个方向的基石。”
这项成果不仅有助于科学家更深入理解胚胎形成和疾病起源，也可能为不孕症治疗、器官再生以及新药测试提供新的路径。另一位共同负责人、贝勒医学院干细胞与再生医学中心助理教授布鲁诺·迪·斯特凡诺（Bruno Di Stefano）表示：“在最基础的层面上理解生物学的运作方式，本身就具有巨大的价值。”
打开细胞“储藏室”的秘密
研究团队在实验中观察了人类、小鼠和鸡的胚胎干细胞在不同发育阶段的变化，重点聚焦于P 颗粒——一种在细胞质中由RNA和蛋白质组成的“微型团簇”，几乎存在于所有脊椎动物细胞中。
早在2003年，CU Boulder的生物化学教授罗伊·帕克（Roy Parker）就发现了P 颗粒。过去，科学界普遍认为它们只是细胞中的“垃圾抽屉”，负责存放和降解暂时不用的RNA。然而，新研究颠覆了这一认知——P 颗粒更像是“有序的储物箱”，不同类型的细胞会在其中存放不同的RNA，这些RNA一旦被释放，就会重新指引细胞走向另一种命运。
布伦博解释说：“我们的研究显示，P 颗粒通过暂时封存特定基因产物，抑制它们的功能，从而控制细胞身份的转换。”
更令人兴奋的是，当研究人员“扰乱”这些P 颗粒、让其中的RNA重新被读取时，细胞竟能被“倒带”，回到一个更具可塑性的发育阶段。就像从树枝回到树干一样，原本已分化成熟的细胞能够重新变得灵活，再次被引导成为其他类型的细胞。
“全能细胞”的新契机
通过这种方法，团队成功地将成熟细胞转化为原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）和全能样细胞。布伦博称：“全能细胞几乎是干细胞生物学的圣杯。能在实验室中稳定获得这些细胞并进行研究，是一直以来极具挑战的目标。”
这项突破让科学家对未来充满想象。实验室生成的生殖细胞有望为新型生育治疗提供帮助，而全能细胞则有潜力用于再生受损器官或组织。更重要的是，这一技术能够让科学家追溯疾病的起点——例如，通过将帕金森病患者的神经元“逆转”到最早期发育阶段，研究者可直接观察病变如何产生。
此外，药物研发人员还可以利用这些早期细胞来建立更精准的药物测试模型。
微小RNA的“大作用”
研究还发现，非编码RNA——即微小RNA（microRNA）——在决定哪些RNA被储存在P 颗粒中起关键作用。通过调节这些微小RNA，未来或许能开发出针对特定疾病的新疗法。
“理解机制只是第一步，”迪·斯特凡诺说，“现在我们知道了驱动这一过程的因素，就能开始有针对性地加以操控。”
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