山中伸彌（shinya Yamanaka）利用逆轉錄病毒轉基因的方法實現體細胞重編程，產生誘導性多能干細胞（iPS細胞），開創了基因調控細胞重編程的全新領域。隨后大量研究表明，不同基因的聯合應用可以誘導體細胞向多種類型細胞轉變,如心肌細胞、神經元細胞、神經干細胞、血液祖細胞、胰島細胞等。這些轉分化研究都是通過病毒轉染、整合、基因過表達等直接調控細胞內部基因網絡調節細胞命運，尋找更為安全的轉分化方法是重編程技術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部基因網絡的調控，細胞外部信號、生長方式及所處微環境的調節作用也是極為重要的。三維球狀形態（或者克隆形態）與干細胞特性是密切相關的，如胚胎干細胞在滋養層上以克隆形態生長，神經干細胞以神經球的形態生長；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；多項研究也表明三維成球培養可以更好地維持干細胞的自我更新和多向分化特性。那么，三維成球培養對細胞重編程有什么影響呢?
中科院遺傳與發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，發現三維成球培養的小鼠成纖維細胞顯著上調了Sox2基因的表達，并且獲得了類似于神經前體細胞（neural progenitor cell, NPC）的特性，包括相似的細胞形態、NPC標志物的表達及自我更新能力。并具有分化為神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞的能力。當注射到鼠大腦海馬部位后，可以存活并在體內分化為神經元、星形膠質細胞和少突膠質細胞。
這些結果表明，不依賴基因、RNA及蛋白的導入，三維成球培養可以誘導成纖維細胞發生重編程，獲得神經前體細胞特性，為尋找更安全的轉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學戰略先導科技專項資助。
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