维生素B12在细胞重编程和组织再生中发挥关键作用

细胞重编程包括分化细胞身份的丧失，随后获得胚胎干细胞多能性，这可以通过转录因子OCT4、SOX2、KLF4和MYC（OSKM，也叫做山中因子）的同时表达来实现。2006年，山中伸弥教授把这4个转录因子通过逆转录病毒载体转入小鼠成纤维细胞，从而成功实现了诱导多功能干细胞（iPS Cell），他也因此获得了2012年的诺贝尔生理学或医学奖。

近年来，已经证明这个过程涉及到细胞获得不同程度的可塑性和分化潜能的中间状态，这可能在再生医学和器官修复中具有广泛的影响。

小鼠体内OSKM因子的持续表达可以重现细胞多能性的完全重编程，但这个过程可能会导致畸胎瘤的产生。有趣的是，OSKM的短暂表达会导致再生的分子和生理特征，包括增强组织再生能力。但总体来说，我们对通过OSKM因子进行体内重编程仍然理解不足，例如效率低、风险高、还可能导致畸胎瘤和癌症的发展。

维生素B12 是一种众所周知的微量营养素，长期以来一直被认为在维持神经功能、支持红细胞生成和促进DNA合成方面发挥着重要作用，这些都是对整体健康至关重要的过程。而这项新研究发现，维生素B12在细胞重编程和组织再生中也发挥着关键作用。考虑到正常饮食中维生素B12的丰富程度，简单补充维生素B12提高了重编程效率。该研究还在溃疡性结肠炎小鼠模型中进行了验证——补充维生素B12还加速了溃疡性结肠炎的组织修复。总的来说，这项研究提示我们， 维生素B12是诱导细胞可塑性和组织修复的限制因素，补充维生素B12有助于提高体内重编程和组织修复的效率。
通过表达OCT4、SOX2、KLF4和MYC（OSKM因子）进行短暂重编程，是一种组织再生和恢复活力的治疗策略，但目前对其代谢需求知之甚少。
鉴于体外重编程具有独特的代谢要求，研究团队假设在体内重编程过程中也存在独特的代谢要求。 研究团队将肠道微生物群视为与宿主处于代谢平衡的共生群落。事实上，微生物群对宿主生理的干扰非常敏感，能够根据营养物质的可获得性和耗竭情况进行自我适应和重构，这一过程被称为宿主-肠道微生物群代谢相互作用。研究团队认为，对微生物群的分析和操纵可以为体内重编程的代谢要求提供新见解。维生素B12在细胞重编程中的作用在这项研究中，研究团队深入研究了细胞重编程的代谢需求，发现小鼠的OSKM重编程导致了维生素B12的全面消耗和甲硫氨酸饥饿的分子特征。组蛋白H3第36位赖氨酸的三甲基化修饰（H3K36me3）是一种表观遗传标记，它可以防止启动子外的非法转录启动，而它对维生素B12水平敏感，这为B12水平、H3K36甲基化、转录保真度和高效重编程之间的联系提供了证据。具体来说，细胞的DNA启动重编程或组织修复需要非常高水平的甲基化反应，因此需要维生素B12。

在重编程或组织修复过程中，维生素B12不足会导致的表观遗传变化，导致多个基因的功能错误。而补充维生素B12纠正了这种不平衡，从而增强了基因功能的保真度，并整体提高了重编程效率。溃疡性结肠炎的治疗潜力研究团队在溃疡性结肠炎模型中验证了他们的发现，证明了肠细胞启动修复经历了类似于细胞重编程的过程，也会受益于维生素B12的补充。因此，肠道疾病患者可能从补充维生素B12中获益。

这项研究揭示了维生素B12在细胞重编程和组织修复中的关键作用。这些发现为再生医学带来了希望，有望通过改善营养摄入使患者受益。维生素B12还可以降低炎症Manuel Serrano 领导研究团队还发表了另一项研究，发现血液中维生素B12水平较高的人炎症标志物（IL-6和C反应蛋白）水平较低。研究团队在老年小鼠身上也观察到了类似的关系——血清IL-6和维生素B12水平之间呈负相关。

这些观察结果表明，维生素B12通过减少体内这些标志物来发挥抗炎作用，它们为维生素B12的潜在健康益处提供了有价值的见解。
总的来说，这项研究结果推进了我们对体内和体外重编程的分子机制的理解，并强调了在再生医学、器官损伤和修复中安全使用维生素B12以增强细胞可塑性的可能性。