Science新闻：革命性重编程论文面临撤稿

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一月二十九日Nature上发表了的两篇文章，报道了一个异常简单的多能干细胞制造方法。这一技术发表后不久就引起了广泛的争议，现在文章的共同作者之一提出，应暂时撤回这两篇文章，对实验中的数据和图片进行进一步验证。

现在人们主要通过两种途径，将已分化的成体细胞重编程为干细胞状态：核移植和诱导多能基因表达（iPS技术）。

这项新研究介绍了一种被称为STAP（stimulus-triggered acquisition of pluripotency）的革命性细胞重编程技术。文章指出，将成体细胞暴露在压力条件下（例如酸性环境或机械力），能够促使它们获得类似胚胎细胞的多能性。人们可以诱导这些细胞分化成为机体中任何类型的细胞。

这两篇文章一经发表就引起了激烈的争论，批评者们指出文章中的一些图片存在问题，与第一作者Haruko Obokata其他文章中用过的图片非常相似。Haruko Obokata是日本理化研究所发育生物学研究中心（RIKEN Center for Developmental Biology）的研究小组带头人。

二月十三日RIKEN宣布对这一事件进行调查。几天后，批评者们又在文章中发现了更多有问题的图片，这些图片很像Obokata2011年博士论文中用过的图片。

据华尔街日报和NHK今天报道，这两篇文章的共同作者之一，Yamanashi大学的克隆研究者Teruhiko Wakayama宣布，尽管他还未完全放弃这两篇文章，但他已经对它们丧失了信心。

“总得来说，有太多不清楚的因素，”Wakayama说。“在某种程度上，我已经丧失了对文章的信心。我认为最好是暂时撤回文章，以便进行深入核查。等到具备了准确的数据和图片之后，再发表有把握的研究结果。”

Wakayama还指出，RIKEN的调查结果应该公开，以便澄清到底哪里出了问题。据NHK报道，RIKEN拒绝对此发表评论。

目前世界上许多科学家们都在尝试重复这一技术，但迄今未至还没有人公开表示获得了成功。三月五日，RIKEN发布了更多构建STAP细胞的详细步骤。

干细胞研究者Paul Knoepfler在自己的博客上紧跟事态的进展，包括公布科学家们重复这项研究的结果。在他最近的网上调查中，53%的人表示“基本确信STAP细胞不真实”。二月二十七日Wakayama曾在一次采访中呼吁人们“等待至少一年”，看看这一技术是否可以重复。（相关报道：Nature头条，重大突破细胞重编程新技术）

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当前将分化的成体细胞回复到干细胞样状态的方法主要有两种：采用核移植置换细胞核物质，或是诱导多能基因表达。在发表于1月29日《自然》（Nature）杂志上的两篇新研究论文中，研究人员开发出了一种完全不同的技术，这一技术是基于细胞承受机械应力或低pH值等环境刺激。
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Whitehead研究所干细胞生物学家Rudolph Jaenisch（未参与该研究）说：“这相当地出人意外。无需任何的遗传操作，只要提供一些培养条件：应力就可以诱导这些改变。我认为其意义是相当非凡的。”
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尽管一段时期以来研究人员已经知道某些环境条件可以重编程植物细胞，但动物细胞被证实处理难度更大。日本理化研究所发育生物学研究中心（RIKEN Center for Developmental Biology）的Haruko Obokata和同事们对各种条件进行了测试，看看是否有哪种能够重设来自一周龄小鼠脾脏的淋巴细胞的分化状态。在其中一项研究中，他们证实将细胞培养的pH值从略高于7下降到5.7达25分钟，可导致部分细胞中的多能基因Oct4表达增高，表明它们已回复至一种干细胞状态。

3 S1 L( e( f7 o9 k两篇论文的主要作者Obokata说：“它们被夺去分化记忆，回复至在很多方面类似于胚胎干细胞的一种多能状态。看到仅仅通过来自细胞外的刺激就可以触发这样的显著转变，真是令人惊讶。”
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研究人员将他们的新重编程技术命名为刺激触发获得多能性（stimulus-triggered acquisition of pluripotency ,STAP)
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3 @0 x+ ~2 R8 J9 x$ _7 I) G+ c) bJaenisch说，Obokata研究小组完成了所有的适当检测证实细胞确实具有多能性。“我认为这是结果是相当令人信服的。”研究人员将重编程细胞注入到小鼠胚胎中，在那里它们促成了嵌合小鼠发育，更进一步证实了这些确实是多能细胞。在Obokata的另一项研究中，研究小组证实STAP细胞还可以发育为胎盘组织，表明相比于诱导多能干细胞只能生成胚胎组织，它们处于更加不成熟的状态。
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京都大学和Gladstone研究所研究员、诱导生成iPS细胞的第一人山中伸弥（Shinya Yamanaka）说，这些研究结果对于了解核重编程具有重要的意义。“从走向临床应用的实践角度看，我将其视为是一种生成iPS样细胞的新方法。如果采用一种相似的方法能够诱导出人类细胞的多能性，我们需要将之与现有试验方案进行比较，”Yamanaka说。
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目前还不清楚STAP的潜在机制。Gladstone研究所的丁胜（Sheng Ding）说，他期待一些实验室会注意到这种新的重编程方法，弄清楚它的运作机制，并优化这一程序。鉴于应激和随后的炎症与肿瘤形成相关，他想知道应激诱导的重编程是否有可能与肿瘤形成存在某些关联。
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. e( B; p$ r+ ^& c1 n7 k. u目前也还不清楚这种方法的实验室或临床应用潜力。Obokata说，相比于用遗传操作来诱导多能性STAP的速度要快得多，但在这一过程中会有大量的细胞死亡。在低pH处理后，只有20%的细胞存活下来，其中又只有30%的细胞会继续表达多能荧光指示物。尽管Obokata说她没有进行争锋相对的比较，相比于通常1%的iPS细胞生成效率新技术还是相当的好。丁胜说：“从技术上来说这种方法是否更好、更安全或是更有效，还是一个大问号。”


" K/ _/ y# {6 P( A* E1 c# k3 LH. Obokata et al., “Stimulus-triggered fate conversion of somatic cells into pluripotency,” Nature, 505:641-47, 2014.


+ W. z" E$ O+ u  y' k  Y4 b% xH. Obokata et al, “Bidirectional developmental potential in reprogrammed cells with acquired pluripotency,” Nature, 505:676-80, 2014.

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Stimulus-triggered fate conversion of somatic cells into pluripotency
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Here we report a unique cellular reprogramming phenomenon, called stimulus-triggered acquisition of pluripotency (STAP), which requires neither nuclear transfer nor the introduction of transcription factors. In STAP, strong external stimuli such as a transient low-pH stressor reprogrammed mammalian somatic cells, resulting in the generation of pluripotent cells. Through real-time imaging of STAP cells derived from purified lymphocytes, as well as gene rearrangement analysis, we found that committed somatic cells give rise to STAP cells by reprogramming rather than selection. STAP cells showed a substantial decrease in DNA methylation in the regulatory regions of pluripotency marker genes. Blastocyst injection showed that STAP cells efficiently contribute to chimaeric embryos and to offspring via germline transmission. We also demonstrate the derivation of robustly expandable pluripotent cell lines from STAP cells. Thus, our findings indicate that epigenetic fate determination of mammalian cells can be markedly converted in a context-dependent manner by strong environmental cues.

' B- T& F8 f9 P, P8 RBidirectional developmental potential in reprogrammed cells with acquired pluripotency
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  G2 H4 D! B: S) @4 qWe recently discovered an unexpected phenomenon of somatic cell reprogramming into pluripotent cells by exposure to sublethal stimuli, which we call stimulus-triggered acquisition of pluripotency (STAP)1. This reprogramming does not require nuclear transfer2, 3 or genetic manipulation4. Here we report that reprogrammed STAP cells, unlike embryonic stem (ES) cells, can contribute to both embryonic and placental tissues, as seen in a blastocyst injection assay. Mouse STAP cells lose the ability to contribute to the placenta as well as trophoblast marker expression on converting into ES-like stem cells by treatment with adrenocorticotropic hormone (ACTH) and leukaemia inhibitory factor (LIF). In contrast, when cultured with Fgf4, STAP cells give rise to proliferative stem cells with enhanced trophoblastic characteristics. Notably, unlike conventional trophoblast stem cells, the Fgf4-induced stem cells from STAP cells contribute to both embryonic and placental tissues in vivo and transform into ES-like cells when cultured with LIF-containing medium. Taken together, the developmental potential of STAP cells, shown by chimaera formation and in vitro cell conversion, indicates that they represent a unique state of pluripotency.