2013年11月21日，高紹榮博士實(shí)驗(yàn)室在《Cell Stem Cell》 雜志在線發(fā)表題為“Pluripotent cells reprogrammed via nuclear transfer show enhanced telomere rejuvenation relative to induced pluripotent stem cells”的文章。

      核移植（somatic cell nuclear transfer）和誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞（iPSCs）是體細(xì)胞重編程的兩種最主要的技術(shù)手段。核移植技術(shù)與誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞的重編程能力是否存在差異一直 是人們非常關(guān)注的問題。2009年，高紹榮實(shí)驗(yàn)室通過四倍體互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，獲得了全部由iPS細(xì)胞發(fā)育而來的小鼠，證明了誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞和核移植胚胎干細(xì)胞 一樣具有真正的多能性。但是，這是以健康個(gè)體來源的體細(xì)胞作為供體細(xì)胞的情況。未來的體細(xì)胞重編程應(yīng)用于臨床研究時(shí)，主要面向的是病人而非健康個(gè)體。那么 在以有缺陷的細(xì)胞作為供體細(xì)胞時(shí)，核移植技術(shù)和誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞的重編程能力又是否存在差異呢？

      本文中，作者利用端粒酶敲除（Terc-/-）小鼠作為模型來模擬人類衰老過程中發(fā)生的端粒和 線粒體功能障礙。端粒和線粒體功能障礙對于衰老相關(guān)的疾病的發(fā)生有重要的影響。作者分別建立了Terc-/-小鼠的核移植胚胎干細(xì)胞系（ntESCs）和 誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞系（iPSCs）。與Terc-/- iPS細(xì)胞系相比，Terc-/- ntES細(xì)胞系表現(xiàn)出更強(qiáng)的分化能力和自我更新能力。他們發(fā)現(xiàn)在核移植克隆胚胎的發(fā)育過程中端粒有顯著的延長，而在iPSCs誘導(dǎo)過程中端粒的長度沒有顯 著的變化。Terc-/- ntES細(xì)胞的端粒功能較來源的體細(xì)胞有明顯的改善，而Terc-/- iPS細(xì)胞的端粒功能較來源的體細(xì)胞發(fā)生進(jìn)一步的損傷，表現(xiàn)為極短端粒和染色體末端連接的比例增加。此外，Terc-/- iPS細(xì)胞的線粒體功能也發(fā)生了進(jìn)一步的損傷，Terc-/- iPS細(xì)胞的線粒體呼吸能力下降，細(xì)胞內(nèi)大量的活性氧積累導(dǎo)致線粒體基因組的突變頻率增加。而在Terc-/- ntES細(xì)胞中，這些線粒體的功能缺陷是有明顯改善的。有趣的是，Terc-/- iPS細(xì)胞的線粒體功能異常不是由PGC-1α的表達(dá)抑制引起的。但是在Terc-/- iPS細(xì)胞的分化過程中，PGC-1α的激活被抑制影響了線粒體的成熟。而在Terc-/- ntES細(xì)胞的分化過程中，PGC-1α 的表達(dá)升高足以使細(xì)胞內(nèi)的線粒體分化為成熟的線粒體。他們的工作表明核移植技術(shù)重編程有端粒和線粒體功能缺陷的供體細(xì)胞的能力比誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞技術(shù)更 強(qiáng)。將來的研究可利用核移植技術(shù)發(fā)現(xiàn)新的重編程因子，從而優(yōu)化現(xiàn)在的誘導(dǎo)型多能干細(xì)胞技術(shù)，提高來自端粒和線粒體功能異常的病人的iPS細(xì)胞的質(zhì)量。

      該項(xiàng)研究由高紹榮博士實(shí)驗(yàn)室和杭州師范大學(xué)衰老研究所鞠振宇實(shí)驗(yàn)室合作完 成。高紹榮博士和鞠振宇博士是本文的共同通訊作者。高紹榮實(shí)驗(yàn)室的博士研究生樂融融為本文的第一作者，其他作者還包括寇朝暉，蔣永華，李明，劉文強(qiáng)，黃波，李慧，寇曉晨；這項(xiàng)研究還得到了何萬中博士和德國萊布尼茲研究院老年病研究所的Karl Lenhard Rudolph博士的大力協(xié)助。這項(xiàng)研究獲得了科技部和國家自然基金的資助，在北京生命科學(xué)研究所完成。