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Mol Cell:揭秘!为何干细胞会如此特殊?
文章来源:生物谷       更新时间:2016年08月10日

2016年8月8日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自Sanford Burnham Prebys医学发现研究所的科学家在理解有机体细胞多样性表现机制上取得了重大成果,相关研究刊登于Molecular Cell杂志上,文章中,研究者表示,名为OCT4的蛋白质或可缩小干细胞分化而成的细胞类型的范围,该研究或对于制造特殊类型的细胞用于开发治疗一系列疾病的新型疗法提供了新的希望,同时也将帮助理解哪些细胞容易被影响细胞分化的药物所影响。

研究者Laszlo Nagy博士说道,干细胞特异性的蛋白OCT4可以刺激特定基因,当这些基因被激活时就会促进细胞分化或者变得更加具有特异性,这种启动激活作用或可自定义干细胞对诱导其分化的信号所产生的反应,并且使其背后的遗传过程可以更高效地进行。

作为一种有机体,比如人类机体,其往往是通过最简单、早期的形式来不断发育成熟,机体的细胞过渡往往是通过一种高度可变的状态(干细胞)过渡到可以组成机体组织的特殊类型的细胞,目前很多实验室都在不断尝试阐明特殊类型细胞产生的过程,而这些特殊类型的细胞可以被移植入患者机体中来治疗相关疾病,比如利用胰腺β细胞来治疗糖尿病,或者利用可以产生多巴胺的神经元细胞来治疗帕金森疾病。

OCT4是一种转录因子,即调节基因活性的蛋白质,OCT4可以维持干细胞产生机体任何组织细胞的能力,其往往通过结合DNA并且补充一些可以开启或抑制特殊基因表达的因子来发挥作用;本文研究结果表明,OCT4还可以同被外部信号激活的转录因子相互合作,比如视黄酸受体(RAR)和β-连环蛋白,当其相互结合后就可以开启各自基因的表达过程。维生素A可以将干细胞转化成为神经前体细胞(neuronal precursors),而且被Wnt激活的β-连环蛋白会支持干细胞的多潜能性同时还会促进干细胞非神经性的分化,当然这依赖于存在的信号不同而定。

研究者Nagy说道,我们的研究结果阐明了一般性的原则,即相同的分化信号如何诱导多种不同类型细胞的不同转变,然而在干细胞中,OCT4可以将视黄酸受体(RNA)补充给骨髓细胞中的神经细胞基因,而另外的转录因子则会将RAR补充给用于粒细胞程序的特殊基因,当然到底是哪种因子可以确定骨髓细胞或其它类型细胞分化信号所产生的效应还有待于后期研究确定。

从某种意义上来说,研究者发现了可以连接细胞输入输出的干细胞代码,输入信号比如vitamin A和Wnt信号等,如今研究者计划通过深入研究来确定是否存在其它转录因子的行为也和OCT4相似,也就说研究者是否能够在更多类型的成熟细胞中找到特殊的信息代码。如果其它因子也具有这种双重功能,即维持当前的细胞状态并且驱动特定基因对外部信号产生反应,那么研究人员或许就可以回答干细胞研究领域和发育生物学中的一些关键问题了。

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