细胞核重编程的背景理论知识

在受精卵发育成成熟个体的过程中，某些类型的细胞通常沿着一条“单行道”形成。随着不断发育，这些细胞会逐渐失去可塑性，成为特定类型的不可逆细胞。比如皮肤细胞不会自动变成脑细胞，小肠细胞不会变成心脏细胞。但是，有一些实验方法可以使不同类型细胞之间的转化成为可能。这些方法都是利用了细胞核重编程的原理，也就是说，将一类细胞的细胞核基因表达转化为胚胎细胞或其他类型的细胞。这一机制引起了科学界的广泛兴趣。

衰老的“生物分子自然交联理论”指出，生物生长、发育和衰老的根本原因是细胞增殖和分化，是各种生物大分子中化学活性基团相互作用而引起的进行性分子交联。该理论在论证生物体衰老的分子机制时，指出生物体是一个不稳定的化学系统，属于耗散结构。体系中的各种生物分子都有大量的活性基团，它们之间必须相互作用才能产生化学反应，使生物分子缓慢交联以稳定其化学活性。随着时间的推移，交联度增加，生物分子的活性基团消耗减少，原有的分子结构逐渐发生变化。这些变化的积累会使生物组织逐渐衰老。

一个衰老的细胞，它的分裂和增殖已经停止，它的DNA和其他生物分子大部分处于交联状态，生物分子的交联反应随着活性分子的减少而更趋于衰老；但是，如果衰老的细胞能够重新进入分裂增殖的轨道或者通过其他方式使其以比交联失活速度更快的速度产生活性生物分子，就可以打破不断减少的活性分子的衰老平衡，使细胞恢复到更年轻甚至全能的状态。