Cell子刊：细胞记忆到底是什么东西

　　2016年07月23日讯 与人类大脑相似的是，细胞也拥有某种记忆能够储存信息。为此，细胞需要来自蛋白质的正反馈。Attila Becskei教授领导研究团队发现，蛋白质在这些反馈回路中形成二聚化配对，使细胞能够储存相应的信息。

　　细胞记忆全靠蛋白质对

　　蛋白质对的这种反馈只在特定条件下起作用。“蛋白质必须处于正确的浓度才能二聚化，”Becskei教授说。蛋白质太少无法形成二聚化配对，细胞也就不能储存信息。但如果蛋白质浓度太高，配对也无法进行。“这和我们人类有点像。在拥挤的大城市找对象很难，在僻静的山村找对象也不容易。我们需要在正确的时间正确的地点遇到正确的人，”Becskei解释道。

　　蛋白质对一旦形成就会发出信号，使细胞记住相应的信息。这种记忆会让细胞对日后的环境刺激更加敏感，做出更为迅速的应答。

　　细胞分化也需要蛋白质对

　　研究人员指出，细胞分裂和细胞分化也需要蛋白质对反馈的信息。了解这些反馈回路的作用机制有助于正确抹掉细胞的记忆，比如让一个特化细胞（比如皮肤细胞）退回未分化的干细胞。“对于细胞重编程来说细胞必须先忘记自己曾经是一个皮肤细胞，”Becskei表示。“我们将用自己开发的数学模型，研究涉及细胞记忆的其他反馈回路。”

　　日本科学家山中伸弥（Shinya Yamanaka）开发的iPS技术能将成熟细胞重编程为多能细胞，使其回到类似干细胞的状态。这些iPSC可以在体外大量增殖，还能分化为特定的细胞类型（比如心脏、肝脏或神经细胞），在疾病模拟、药物筛选和细胞治疗中有着巨大的应用前景，被人们视为细胞疗法的新希望。

　　近年来，iPS重编程已经成为了比较成熟的技术。不过，这一技术的具体机制和临床应用还存在不少争议。举例来说，越来越多的研究者们相信，源自不同组织的多能干细胞对自己身世有一种“表观遗传学记忆”，这种记忆会显著影响诱导多能细胞（iPSC）的分化。

　　2014年12月，McMaster大学的科学家们在Nature Communications杂志上发表文章指出，来自成体细胞的人类干细胞会“记得”它们曾经的身份，倾向于再次成为那样的细胞。也就是说，要帮助乳腺癌患者进行组织再生最好一开始就选乳腺细胞。

　　2015年12月，麻省总医院等机构的科学家们在Nature杂志上展示了一些参与这种细胞记忆的基因。他们的研究指出，这些基因受到抑制时可有效地消除细胞的记忆，使得细胞更容易重编程。

　　不过，今年1月Stem Cell Reports杂志发表的一项研究对此提出了挑战。如果iPSC确实具有所谓的“表观遗传学记忆”，那么与源自于皮肤的iPSC相比，源自于血细胞的iPSC会更容易分化为血细胞。然而这项研究得到了相当明确的结果：当细胞被完全重编程时，它们的来源并没有造成什么差异。