自20世纪50年代以来,人们一直在研究细胞的重编程及细胞核的潜在全能性。细胞核重编程指细胞的基因表达程序由一种类型变成另一种类型。这一概念的提出源于早期对蛙类克隆的研究。此后的证明则包括体细胞核移植、细胞融合、外源基因诱导的重编程以及直接重编程。通过这一技术,可以在同一个体上将较容易获得的细胞类型转变成另一种较难获得细胞类型。这一技术的实现将能避免异体移植产生的免疫排斥反应。
在受精卵发育成一个成熟个体的过程中,特定类型的细胞一般都是按照一定程序逐步形成。随着发育进程,细胞的可塑性减低,最终成为某一特定类型细胞。正常情况下,终末分化的细胞不会自动的转变成为另一种类型的细胞。然而,利用细胞核重编程的原理,通过实验手段,可以使不同类型细胞之间的转换成为可能。这样,一种类型细胞的核基因表达模式将会转变成为胚胎干细胞或者其他类型细胞的状况。
细胞核重编程为生命科学提出了一系列问题,引起了生物医学领域的极大兴趣。首先,了解细胞核重编程是如何发生的,能让我们理解细胞分化以及特定的基因表达在正常情况下是如何保持的;其次,细胞核重编程是人类在细胞替代移植领域迈出的第一步,即从另外一种类型的细胞诱导出所需的细胞,在进行替代治疗;最后,细胞核重编程使从疾病组织中诱导出可培养细胞然后用于药物筛选成为可能。