近日，生命科学学院杰出校友、国家纳米科学中心聂广军团队在Advanced Materials 期刊发表了题为：Cell Reprogramming-Inspired Dynamically Responsive Hydrogel Boosts the Induction of Pluripotency via Phase-Separated Biomolecular Condensates 的研究论文。
该研究通过合成生物学策略制备了细胞重编程响应水凝胶，能够真实地感知细胞重编程过程中的代谢重塑和胞外酸化，并通过改变其力学性能进行响应。在细胞重编程过程中，细胞重编程响应水凝胶机械特性的自主变化，在适当的时间诱导YAP蛋白相分离，确保了比传统细胞重编程方法更快、更有效地生成iPSC。
使用这一策略，研究团队成功将人类和小鼠体细胞（包括衰老细胞）有效重新编程为表现出胚胎干细胞关键特征的诱导多能干细胞（iPSC）。这项研究揭示了通过协调细胞重编程激发的动态响应水凝胶和相分离过程来高效诱导细胞多能性。
诱导多能干细胞（iPSC）在疾病建模、个性化医疗和组织工程等方面有着广泛应用。但目前基于转录因子或化学小分子的方法从体细胞中生成诱导多能干细胞的方式，既耗时又低效。
该研究报道了一种细胞重编程激发的动态响应水凝胶，用于从人和小鼠体细胞（包括衰老细胞）中强有力地诱导多能性。通过合成生物学策略制备的细胞重编程响应水凝胶，在细胞重编程过程中表现出动态的生物响应性，以感知代谢重塑和胞外酸化，并相应地通过调节机械性能进行响应。
机制研究表明，在细胞重编程过程中，细胞重编程响应水凝胶力学特性的自主变化，在适当的时间点诱导形成相分离的YAP生物分子凝聚体，确保了比传统细胞重编程方法更快、更有效地生成iPSC。
总的来说，这项研究揭示了通过协调细胞重编程激发的动态响应水凝胶和相分离过程来高效诱导细胞多能性。
论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202211609
消息来源：生物世界微信公众号
聂广军研究员简介
聂广军，1999年于吉林大学生命科学学院获得硕士学位，2002年于中国科学院生物物理所获得博士学位，之后在加拿大McGill大学从事博士后研究。中科院特聘研究员，国科大特聘教授；科技部纳米研究国家重大科学研究计划（973）项目首席科学家（2012-2016），国家重点研发计划首席科学家（2018-2022）；国务院享受政府特殊津贴专家；基金委创新群体、中科院创新交叉团队、中科院卢嘉锡国际团队成员；2016年获中国药学会以岭药业青年科学家奖，美国Houston Methodist Research Institute（休斯敦）兼职教授，英国医学科学院Advanced Newton Scholar；中国生物物理学会常务理事，中国抗癌协会纳米肿瘤学专业委员会委员，中国药学会纳米药物专业委员会委员；国家纳米科学中心科技处处长；Nano Letters 副主编。
在Nature Biotechnology, Nature Biomedical Engineering, Nature Communications, Blood, JACS, JBC, Angew Chem Int Ed, Adv Mater, Nano Letters, ACS Nano, Adv Funct Mater, Biomaterials, Haematologica, Brit J Haematol, Antioxid Redox Sign, Cancer Letters, Small和Nanomedicine等发表论文140余篇；申请抗肿瘤应用等相关发明专利40余项（授权中国专利20余项，美国授权专利3项，日本专利1项，专利转让2项）。相关研究成果被Nature Biotechnology, Nature Materials, Nature Biomedical Engineering, Nature Reviews of Cancer, Science Translational Medicine和Blood等进行了重点推荐和报道。
