天才的想象，還是不懈的努力？到底是什么讓平行溝槽與細胞“返老還童”，這兩件看似風馬牛不相及的事，在科學家手中成為了不起的杰作？據報道，美國科學家首次證實，在對成熟細胞進行重新編程讓其回到類似胚胎狀態的“返老還童”過程中，物理特性能取代某些化合物，顯著提升這一過程的效率。新方法不僅可控性更高，副作用也更少。相關研究發表在今天出版的《自然·材料學》雜志網絡版上。
實驗中，加州大學伯克利分校的生物工程師在10微米寬、3微米高平行溝槽的表面，對從人體皮膚和老鼠耳朵中提取出的成纖維細胞進行重新編程。當將這些細胞在專門用于給細胞重新編程的“雞尾酒”中培育幾周后，他們發現，新方法讓成纖維細胞“返老還童”的數量是在一個平滑表面培育的5倍。這一方法得到的誘導多能干細胞能分化或發育成身體內的任何細胞，在再生醫學領域具有重大價值。
英國科學家約翰·格登和日本醫學教授山中伸彌因為發現成熟細胞可以重新編程為未成熟的細胞，進而發育成人體的所有組織，獲得2012年諾貝爾生理學或醫學獎。科學家們認為，通過對人體細胞進行重新編程，可以研究出診斷和治療疾病的新方法。
但目前在細胞重新編程過程中，科學家們一般會使用一個病毒或化合物，將改變基因的蛋白質引入成熟細胞內。該研究的主要作者、加州大學伯克利分校生物工程學研究生蒂莫西·唐寧說：“這些方法效率比較低下，且某些強加的遺傳或化學操控可能會產生無法預期的影響。比如，丙戊酸鈉能顯著改變細胞的表觀遺傳狀態，也能導致細胞內出現無法預料的變化。很多人希望能另辟蹊徑，對這種重新編程過程進行改進。”
該研究的主要負責人、該校生物工程學教授李嵩（音譯）表示：“我們的研究首次證明，生物材料的物質特性能替代某些生物化學因子；生物物理信號能變成細胞內的化學信號，誘導細胞發生改變。”
以往，就有研究證明，物理學和力學因素會影響細胞的命運，但其對表觀遺傳狀態和細胞重新編程有何影響并不清楚。最新研究發現，在做成微槽狀的生物材料上培育細胞會提升重新編程的質量以及“返老還童”細胞的數量，效率也可與丙戊酸鈉相媲美。
研究人員表示，他們正在研究這一方法是否最終能在細胞的重新編程中替代丙戊酸鈉或其他化合物，以及這種生物物理因素是否有助于細胞重新編程成特定類型的細胞（例如神經細胞等）。
