山中伸彌（shinya Yamanaka）利用逆轉(zhuǎn)錄病毒轉(zhuǎn)基因的方法實現(xiàn)體細胞重編程，產(chǎn)生誘導性多能干細胞（iPS細胞），開創(chuàng)了基因調(diào)控細胞重編程的全新領(lǐng)域。隨后大量研究表明，不同基因的聯(lián)合應用可以誘導體細胞向多種類型細胞轉(zhuǎn)變,如心肌細胞、神經(jīng)元細胞、神經(jīng)干細胞、血液祖細胞、胰島細胞等。這些轉(zhuǎn)分化研究都是通過病毒轉(zhuǎn)染、整合、基因過表達等直接調(diào)控細胞內(nèi)部基因網(wǎng)絡調(diào)節(jié)細胞命運，尋找更為安全的轉(zhuǎn)分化方法是重編程技術(shù)臨床應用亟待解決的重要問題。 干細胞的命運不僅受到細胞內(nèi)部基因網(wǎng)絡的調(diào)控，細胞外部信號、生長方式及所處微環(huán)境的調(diào)節(jié)作用也是極為重要的。三維球狀形態(tài)（或者克隆形態(tài)）與干細胞特性是密切相關(guān)的，如胚胎干細胞在滋養(yǎng)層上以克隆形態(tài)生長，神經(jīng)干細胞以神經(jīng)球的形態(tài)生長；克隆形成實驗是鑒定干細胞的重要手段,干細胞分化后失去克隆樣形態(tài)；多項研究也表明三維成球培養(yǎng)可以更好地維持干細胞的自我更新和多向分化特性。那么，三維成球培養(yǎng)對細胞重編程有什么影響呢?
中科院遺傳與發(fā)育生物學研究所戴建武研究組對小鼠成纖維細胞進行了三維成球培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)三維成球培養(yǎng)的小鼠成纖維細胞顯著上調(diào)了Sox2基因的表達，并且獲得了類似于神經(jīng)前體細胞（neural progenitor cell, NPC）的特性，包括相似的細胞形態(tài)、NPC標志物的表達及自我更新能力。并具有分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞的能力。當注射到鼠大腦海馬部位后，可以存活并在體內(nèi)分化為神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細胞和少突膠質(zhì)細胞。
這些結(jié)果表明，不依賴基因、RNA及蛋白的導入，三維成球培養(yǎng)可以誘導成纖維細胞發(fā)生重編程，獲得神經(jīng)前體細胞特性，為尋找更安全的轉(zhuǎn)分化方法提供了新的思路。
該項工作受到科技部重大科學研究計劃和中科院干細胞與再生醫(yī)學戰(zhàn)略先導科技專項資助。
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