最新分子细胞生物学方法与技术研究进展

石 嵘，郑文岭，马文丽

(南方医科大学基因工程研究所，广东广州510515)

分子细胞生物学是从20世纪60年代迅速发展起来的一门新兴学科，通过对细胞核以及细胞质内的各种超微结构及其功能更为直观的认识，尤其是从分子水平上对其进行深入的探讨，使得分子细胞生物学日臻完善，并且也成为研究生命科学的重要技术。在医学研究领域，体细胞核移植、干细胞定向诱导分化、细胞重编程(特别是诱导性多潜能干细胞技术)的研究为我们制备体外疾病模型、研究疾病发生机制、寻求细胞及组织移植的新材料方面提供了重要的技术支撑。除此之外，近年来随着新一代测序技术的出现以及各种高通量、大规模研究方法的不断完善，使得我们在基因组、转录组、表观遗传学、蛋白质组、代谢组等各个水平上研究疾病发生发展的机制和规律，制定相应的早期预防、诊断以及治疗策略成为可能。人类已经逐步进入了分子医学及个体化医学时代，而分子细胞生物学方法与技术也已经成为医学研究人员的一种必不可少的科研工具。在此，我们特别从临床应用的角度出发，对诱导性多潜能干细胞(iPS细胞)技术、microRNA研究方法、基因诊断技术、环介导等温扩增技术为代表的4个方面的最新分子细胞学方法与技术进行了综述，以期为临床医生的科研工作提供新思路与新方法。

由于在细胞核重新编程研究领域的杰出贡献，2012年的诺贝尔生理学或医学奖由英国发育生物学家John B．Gurdon和日本iPS细胞研究专家山中伸弥获得，由于细胞核重新编程能够使已经分化发育的体细胞，甚至是衰老个体分离得到的细胞重新回到类似于胚胎干细胞的状态，从而使细胞的功能发生逆转，这两个科学家甚至被人们称为是“敢于向上帝挑战的人”。细胞重编程的实现，尤其是iPS细胞技术避免了伦理学问题以及移植排斥反应等方面的障碍，因此具有非常广阔的临床应用前景。自2006年山中伸弥课题组首先在《Cell》期刊上发表文章证实其可能性以来，该领域迅速成为生命科学研究热点，iPS细胞被称为“每个实验室都可以做的干细胞”而得到了广泛研究，6年来已经有大量文献发表。在本专题的“诱导性多潜能干细胞技术及应用研究进展”一文中，我们从iPS细胞的可行性研究、iPS细胞诱导技术优化研究、iPS细胞诱导机制研究、iPS细胞的临床应用、当前研究存在的问题这5个方面进行了综述，期望能够将该领域研究的概貌展现给读者。

表观遗传学研究领域，其中包括DNA甲基化以及非编码RNA(包括microRNA、LncRNA等)均是近年来分子细胞生物学的研究热点，尤其是microRNA对基因表达的调控被认为是与转录因子同等重要的基因表达调控体系，每个microRNA可以通过调控下游多达上百个靶基因，从而在生长发育、细胞组织分化、疾病发生、发展、转归中发挥重要作用。近来一些观点认为，甚至有一些microRNA本身就具有类似于癌基因或抑癌基因的作用，从而在肿瘤的发生中扮演关键角色，因此，microRNA表达谱作为研究疾病发生发展机制、疾病诊断及治疗的靶分子具有重要的研究及临床应用价值，在本专题中，我们也对microRNA与肿瘤细胞周期的关系及其研究方法进展进行了综述。

此外，在本专题的另外2篇文章中，我们分别对用于基因诊断的新方法 (如第2代测序技术、分子杂交技术等)以及病原微生物检测的新方法环介导等温扩增等应用型技术进行了介绍，期望能够为临床医生的科研工作以及医疗实践提供一些新的方法。