7月27日，2018生物科技與轉化醫學(xué)國際高峰論壇在京舉辦。圖為斯坦福大學(xué)干細胞生物學(xué)和再生醫學(xué)研究所病理學(xué)副教授Marius Wernig作主題演講，題目為《重組的轉化應用》。 經(jīng)濟日報-中國經(jīng)濟網(wǎng)記者張相成/攝

　　經(jīng)濟日報-中國經(jīng)濟網(wǎng)北京7月27日訊  由中國產(chǎn)學(xué)研合作促進(jìn)會(huì )主辦，賽爾集團等承辦的“2018生物科技與轉化醫學(xué)國際高峰論壇”今日在京舉辦。

　　斯坦福大學(xué)干細胞生物學(xué)和再生醫學(xué)研究所病理學(xué)副教授Marius Wernig在主題演講中介紹了細胞重組的轉化和應用，如何利用細胞實(shí)現葡萄糖的運輸，用以了解人類(lèi)的基因工作機理以及基因如何突變的，以及導致老年癡呆癥和帕金森癥的原因。

　　以下為演講全文：

　　謝謝主辦方的邀請，謝謝你們的聆聽(tīng)。這是一個(gè)特別的活動(dòng)，我很高興來(lái)到這里，我也很感激你們能夠作出這樣的努力，尤其是感謝中國的這種努力，促進(jìn)科學(xué)、促進(jìn)醫學(xué)的發(fā)展，尤其是促進(jìn)轉化醫學(xué)的發(fā)展。我相信這個(gè)領(lǐng)域應該是有很廣闊的前景。事實(shí)上今天早上我們也意識到中國這個(gè)國家它的偉大之處、卓越之處。中國古代修建了像故宮這樣精美的建筑�？梢钥闯鲈谥袊�各個(gè)領(lǐng)域，不只是醫學(xué)以及建筑都有它的專(zhuān)長(cháng)。大部門(mén)的聽(tīng)眾是講英文的，所以我也幾句中文吧�！澳愫谩�。

　　下面我開(kāi)始演講。

　　在很久之前我們知道這種發(fā)展被稱(chēng)為是單向的，像胚胎大部分的發(fā)展要成熟，由胚胎細胞分化為不同類(lèi)型的細胞，最后在我們成人體內可以看到細胞不斷成熟。但是都認為細胞分化是單向的，但是由于不同的編碼編程以及不同的組合的經(jīng)驗，可以把一個(gè)完全成熟的細胞進(jìn)行轉化，回到它的原始狀態(tài)，這就是我們首先要分享的內容，我們所說(shuō)的細胞和它的研究。

　　之前也有克隆的研究，我相信大家都看過(guò)這張幻燈片，東京大學(xué)的教授認為一些轉錄的因素可以幫助我們把細胞轉化為和胚胎干細胞非常類(lèi)似的細胞。因此我們就在想，這種直線(xiàn)性的發(fā)展，我們要考慮到這些細胞之間的關(guān)系，或者說(shuō)我們把一個(gè)非常成熟的狀態(tài)的細胞，假如說(shuō)成人細胞如何把它回歸到原始的胚胎細胞的狀態(tài)，這是非常精彩的現象。我相信我們可以利用這張圖進(jìn)一步的闡述，如何把一個(gè)成熟的成人細胞轉化成為原始的狀態(tài)。今天早上也分享了如何把纖維元細胞變?yōu)樯窠?jīng)元細胞，在這些方面我們非常成功。我們認為誘導神經(jīng)元細胞是從纖維元細胞中獲得的，直接變?yōu)樯窠?jīng)元細胞。今天托馬斯也分享了在實(shí)驗室不斷的研究，可以看到這些細胞是利用了不同的標記物標記出來(lái)的，這些細胞也有自己非常強的生理學(xué)特性，它們也可以接收到我們這些突出物所呈現出來(lái)的信號，這就是神經(jīng)元的獨特之處。

　　設想如何從病人身上找到一些樣本？我們把這些細胞進(jìn)行重組，從IPS可以把它們直接進(jìn)行組合，利用這些細胞實(shí)現葡萄糖的運輸。帕金森癥的一些患者主動(dòng)加入了我們的研究，今年早上托馬斯也分享了，我們希望能夠了解人類(lèi)的基因工作機理以及基因如何突變的，如何會(huì )導致這些老年癡呆癥以及帕金森癥。

　　我們思考這個(gè)問(wèn)題從何而來(lái)？這是一個(gè)非常積極的項目。我們希望能夠進(jìn)一步的思考，找到這種結果。如何能夠實(shí)現這種轉換，從一個(gè)不同的細胞類(lèi)型、纖維元細胞轉化為神經(jīng)元細胞，他們本來(lái)沒(méi)有什么關(guān)系，這是轉錄的因素，叫做Ascl1，這是一個(gè)非�；�本的換，從Helix可以找到它的轉錄因素。這些因素一般來(lái)說(shuō)是可以把不同的鏈整合在一起。我們要問(wèn)的第一個(gè)問(wèn)題是：Ascl1在纖維元細胞組中處在哪個(gè)位置，纖維元細胞一旦呈現出來(lái)的時(shí)候，我們希望找到它的基因組，它的基因阻在哪個(gè)部分，基因組中SCRE在哪個(gè)地方呢？我們可以看到這個(gè)基因組在這里有一個(gè)熱圖，我們利用IP序列的方式找到他的熱圖，在MEFs以及BAM方面它的特征跟NPCs是一樣的，也就是說(shuō)這些基因的目標是非常開(kāi)放的，是在纖維元細胞當中可以找到的，或者說(shuō)我們可以找到Ascl1，纖維元細胞里面可以找到相似的細胞組行，這是它的轉錄里面非常相似的類(lèi)型，就是它的這種染色質(zhì)是如何整合在一起的。為了把他們區分他們是開(kāi)放的，讓你可以找到這些基因序列。到底我們怎么樣能夠在這個(gè)過(guò)程中進(jìn)行分別，尤其是在表達之前可以進(jìn)行區分。首先是經(jīng)過(guò)處理，還有再目標的基因分子�？催@周?chē)鷥烧呦嗑郾容^近，這是科學(xué)上的表述。也就是說(shuō)他們的DNA在核附近，做這個(gè)附近意味著(zhù)他們沒(méi)有辦法轉錄，是封閉的，這是非常重要的一點(diǎn)。只有一部分的轉錄因子是存在，也知道他們可以實(shí)現轉錄，他們被稱(chēng)之為先鋒因子。所以我們知道Ascl1指的是有相應的靶向先鋒因子的。

　　在目標的方面，可以看出有一些差異的存在，一旦表達了出來(lái)，就可以開(kāi)放性的表達，這個(gè)區域對其他轉錄的區域是開(kāi)放，對于其他染色質(zhì)的建模都成為了可能性，我們希望通過(guò)這種方式更好地了解，并且衡量實(shí)際所發(fā)生的狀況。為了能夠做到這一點(diǎn)，把我們的方法進(jìn)行了一定的優(yōu)化。我們的方法叫做ATAC-seq，把這個(gè)染色質(zhì)開(kāi)放又關(guān)閉，這個(gè)開(kāi)放可以了解整個(gè)發(fā)展進(jìn)程的變化�；蛘呤菑腄NA的階段出現。這里藍色所展示就是我們這個(gè)TM-5，其實(shí)是我們秩序的指引物，而我們的Chromatin一旦進(jìn)入核的區域就沒(méi)有辦法進(jìn)行融合了。我們把這個(gè)方法應用到一系列的重要的結合點(diǎn)，這個(gè)結合點(diǎn)也顯示出染色質(zhì)動(dòng)態(tài)的變化。在圖中黑色的曲線(xiàn)所代表的區域，如果出現了lttTA是有基本的信號，但是如果說(shuō)我們在經(jīng)過(guò)了12個(gè)小時(shí)之后，我們的這個(gè)信號就會(huì )極大的提升，而且是非常明顯的，而且是開(kāi)放式的，大家可以在圖中看到這個(gè)信號不斷增加，在整個(gè)轉錄過(guò)程中這個(gè)信號是在快速增加的。紅色是不同的效率，離染色質(zhì)比較近。在這一塊經(jīng)過(guò)五天之后，明顯可以發(fā)現這個(gè)數值的變化還是比較大的。也就是說(shuō)，在兩邊有兩個(gè)核的區域。這個(gè)核的區域正好就在中心的兩邊。因此，一個(gè)單一轉錄的區域是如此的漂亮，他們有著(zhù)直接的靶向區域，從一開(kāi)始的時(shí)候是更加隨機的分配的模型，接著(zhù)逐漸轉化到了更加高結構化的架構，在這里給大家展示的數據也有類(lèi)似的觀(guān)點(diǎn)。

　　基于顏色密度不同，可以看到這個(gè)顏色之間出現的分辨率的情況，在這里我不想浪費大家的時(shí)間沒(méi)有辦法講特別細，但是我想讓大家可以看一下，這兩張圖其實(shí)是有所不同的。因為在這里有兩朵云，第二朵云這兩邊就更平一些，這就是我們所謂的第二個(gè)細胞核的層，而且跟第一層會(huì )有著(zhù)一定的重疊。

　　剛才給大家展示了都是一些其他的數據，這都是從靶向、目標的角度來(lái)思考的�；�因學(xué)當中可以分析，如果改變基因其他方面會(huì )帶來(lái)怎樣的影響？對于所有基因科學(xué)家來(lái)說(shuō)，因為我們的基因協(xié)會(huì )是面向開(kāi)放的，我們就能夠看到有很多的變化已經(jīng)出現了。最上面的區域密度是比較大，還有一些平均密度比較高的區域正在關(guān)閉，而其他的區域卻并非如此。這其實(shí)是因為我們激活了它的轉錄因子，我們到底應該怎么樣決定什么時(shí)候應該關(guān)閉，最重要的是我們可以看一下目前沒(méi)有非常明確的機制，我們必須依靠?jì)炔康姆椒ê凸ぞ�，包括一些通用的效果和方法�?lái)實(shí)現這一點(diǎn)。

　　我們做發(fā)現的另外一個(gè)驚奇。做調查的時(shí)候可以看到對不同的情況，從0到220，在這個(gè)過(guò)程中可以看到隨著(zhù)地點(diǎn)的放開(kāi)，這些變化不是漸進(jìn)式的，這里實(shí)現的是兩天到五天時(shí)間非常性的提升。我們的整個(gè)轉錄過(guò)程其實(shí)也是逐漸所產(chǎn)生的。而且，是需要我們進(jìn)行緩慢的安排。在我們的過(guò)程中出現了非�？焖�、明顯的轉化，就像我們在建模一樣的。我們可以看到，有比較小的一些調整，這些調整是對序列的調整。這對于我們來(lái)說(shuō)是非常驚訝的。

　　第二天和第五天的時(shí)候，是在逐漸的成熟化的轉換過(guò)程中。在這里給大家展示了一些照片和例子，比如說(shuō)在第二天的時(shí)間這里給但是展示一個(gè)時(shí)間軸，可以看到在我們通過(guò)控制、對照的過(guò)程來(lái)進(jìn)行一些區分，沒(méi)有邊組的過(guò)程。到第五天產(chǎn)生了更加巨大的變化。從細胞生物學(xué)的角度來(lái)看，大部分的變化都是后期產(chǎn)生的，都是需要有相應的設計，我們在一開(kāi)始的時(shí)候不需要期待有太多的變化，但是實(shí)際上在最后我們的變化是逐漸累計而成的。很遺憾沒(méi)有特別多的時(shí)間給大家介紹另外一個(gè)轉錄的流程，這個(gè)轉錄的流程就只能給大家稍微做一些簡(jiǎn)要介紹了。

　　我想跟大家介紹一下我們當前所做的工作和研究。這個(gè)研究我們把它叫做Myt1l，通過(guò)我們神經(jīng)元的流程有一個(gè)過(guò)程，這個(gè)過(guò)程是對非神經(jīng)元程序的抑制，我們發(fā)現他們通過(guò)配合能夠形成更好的效果，他們可以更加有效地開(kāi)發(fā)并且關(guān)閉神經(jīng)元的程序，也有相應神經(jīng)元負責不同的基因。比如說(shuō)對部分神經(jīng)元的編輯。跟大家強調一下，我們當前所看到的一些主要結論：

　　IPS細胞是如何運作的？大家比較熟悉，有各種不同的類(lèi)型。為了強調它們之間的差別，我想跟大家談一下，最近所發(fā)布的一些資料當中設計出來(lái)的信息，可以看到這兩者之間的機理是有多大的差異。這個(gè)表當然有很多的數字，我會(huì )花一些時(shí)間帶著(zhù)大家看一下。這里主要是有四類(lèi)不同的程序，從左往右，首先是MES，第二個(gè)是經(jīng)過(guò)48小時(shí)，經(jīng)過(guò)預先的處理的方式，最后是ESC的方式。給大家展示的是，如果EVs增加，那么這個(gè)增加就要求我們進(jìn)行一些更加詳細的分析，有沒(méi)有出現一些特定的表達，如果說(shuō)它確實(shí)快速地關(guān)閉了我們所需要的類(lèi)型，而且這個(gè)程序本身是需要能夠得到表達的。

　　接下來(lái)考慮整個(gè)刺激的變化，確實(shí)會(huì )有一些變化的發(fā)生，有一些是技術(shù)上是很好的，可以測量和評估的，包括對于阻蛋白調節的變化，這些變化需要很長(cháng)的時(shí)間累計，才能產(chǎn)生明顯的效果。

　　轉錄因子去哪里了？我們有一些提升的因素，這些因素當然受了一些主要的推動(dòng)因素的影響，比如說(shuō)βB，這一塊我們可以看到這個(gè)轉錄因子失去了它兼容性，沒(méi)有辦法更加明顯地表現出來(lái)。如果說(shuō)我們現在去問(wèn)到底影響整個(gè)的編碼因素是什么？我們通過(guò)觀(guān)察發(fā)現，這些再次編輯作用不是在初期所出現的，而是有不同的變化呈現，是有結合的，最后得出來(lái)的結論是即使說(shuō)它可以引起轉錄因子的變化，正是這樣的因素關(guān)閉了刺激的因素。這就花了非常長(cháng)的時(shí)間，專(zhuān)門(mén)用相當的精力進(jìn)一步探索到底是由哪些因素起到的作用。我們的這種轉錄因素可以找到合適的目標，而且在這樣的纖維元細胞里面可以明確想要找到具體的基因序列是哪個(gè)。

　　我想進(jìn)一步地闡述這種機理的原理。我們可以看到這種基因的序列的研究�？梢詭�來(lái)非常有趣的觀(guān)察，調整出其中一個(gè)比較有趣的結論跟大家分享一下。

　　這里有100-120個(gè)左右的細胞，從纖維元細胞到神經(jīng)元細胞，基于它的基因表達相似之處，發(fā)現這個(gè)基因里面有這個(gè)曲線(xiàn)，這就是一個(gè)重組的路徑，另外兩個(gè)比較有趣的現象發(fā)生在這個(gè)重組路徑中，這些細胞他們之前所說(shuō)誘導神經(jīng)元細胞到神經(jīng)元細胞的過(guò)程，跟原始路徑是截然不一樣的，而且也是呈現出一種向下的曲線(xiàn)。這個(gè)五個(gè)細胞不能從下降的曲線(xiàn)、下降的轉錄因素里面找到。這里我們所說(shuō)的Ascl1，這幾個(gè)細胞形成一個(gè)大的群體，很多細胞通過(guò)誘導產(chǎn)生，可以用于我們的分析。因此，Ascl1這些細胞他們可以產(chǎn)生出非常密集的趨勢，這些細胞可以非常有選擇性的進(jìn)行表達，而且的它們呈現出比較統一的表達類(lèi)型。為了增強這一點(diǎn)我們也是在這個(gè)區域來(lái)分析纖維元細胞和神經(jīng)元的對比�？梢园l(fā)現這些細胞是在原始項目里面誘導出來(lái)，某種情況下它們的細胞越來(lái)越多，Ascl1是一個(gè)比較啟動(dòng)的因子，可以讓我們了解這樣一個(gè)基因序列的作用，可以作為一種轉錄的啟動(dòng)因素，因此我們就會(huì )思考Ascl1是否有一些深入化學(xué)的特性和肌肉有關(guān)、和神經(jīng)元有關(guān)，在我們的研究過(guò)程中在我們的項目里面其實(shí)沒(méi)有發(fā)現這些具體的信息，對于這樣一個(gè)體我們需要進(jìn)行不同研究。思考一下MyoD和Ascl1的特點(diǎn)，在神經(jīng)細胞里面把MyoD放到其中，他們有相似的地方。Ascl1可以誘導神經(jīng)元細胞，MyoD1可以誘導肌肉細胞，這張圖中可以顯示出結果。另外，在這個(gè)項目里面還可以發(fā)現這些Ascl1有關(guān)的序列是被激活的，我們把這樣的兩個(gè)轉錄因素進(jìn)行具體的描述，在纖維元細胞中如何進(jìn)行爭取的。我們來(lái)研究Ascl1和MyoD這些轉錄因素的相似之處。在這些項目中它們有相同的整合方式，盡管說(shuō)這種整合方式比較相似，這個(gè)轉錄根本上來(lái)說(shuō)是截然不一樣的。因為它的功能性是相反的，從神經(jīng)元到纖維元細胞到肌肉細胞有不同的過(guò)程。

　　它們這種轉錄功能是不一樣的通過(guò)一定的數據分析之后，我們需要看一下它的這種整合類(lèi)型的數量，從數量方面進(jìn)行考量。通常我們把這些數據進(jìn)行分層、進(jìn)行分類(lèi)。還有它的這種結合的強度，從左邊可以看出這種結合的強度以及MyoD的關(guān)系。這里是相反的圖譜，下面在這樣一個(gè)方式中可以看出H3一欄中，我們可以看出Ascl1有很強的整合效果，在這里它有一個(gè)增強的標記，從數量角度來(lái)看MyoD的整合方式是比較強的。另外還有一種方式來(lái)評估它的基因序列，可以看出Ascl1以及MyoD基因表達的相關(guān)性。這可以幫助我們解開(kāi)問(wèn)題的答案。像我們之前所說(shuō)的，Ascl1是和神經(jīng)元細胞以及肌肉細胞有關(guān)，從MyoD的角度進(jìn)行考量。我們可以看一下它的這種肌肉細胞和神經(jīng)元細胞的關(guān)系，它的表達性可能說(shuō)不像MyoD表達性那么強，那么因此如何實(shí)現一種平衡，能夠把MyoD和Ascl1之間的基因表達進(jìn)行平衡，能夠把這些神經(jīng)元進(jìn)行啟動(dòng)。有一種抑制劑，可以抑制這種肌肉細胞，如果把MyoD和Ascl1進(jìn)行抑制的話(huà)形成這樣一個(gè)結果。

　　用綠色表達這個(gè)肌肉細胞，可以看到一個(gè)更好細胞的產(chǎn)生�？梢钥吹組yoD有一個(gè)非常強的肌肉細胞表達。MyoD利用我們之前所說(shuō)的抑制器進(jìn)行研究。哪些因素可以抑制MyoD的表達？可以看它的顏色以及之前的顏色是不一樣的。在這里可以看到它的形態(tài)學(xué)。所以，可以改變這種平衡，改變不同項目的活動(dòng)，改變這些轉錄的抑制，這樣的話(huà)我們可以達到自己想要的目標。這是我要分享的內容，謝謝你們。

　　這是我們的實(shí)驗室，這是非�？鞓�(lè )的一群人，他們的名字在這屏幕上。我想，還要感謝主辦方，感謝支持機構。謝謝！