PLOS Genet:確定干細胞的來源
日期:2014-11-03 09:02:07
當大多數動物開始其生命時,細胞立即開始接受任務,變成頭、尾或重要的器官。然而,哺乳動物,包括人類,都是特殊的。哺乳動物胚胎細胞要做出不同的第一選擇,是成為保護性胎盤還是致力于形成胚胎。
在這關鍵的第一步中,密歇根州立大學的研究人員有了關鍵的發現。相關研究結果發表在2014年10月23日的《PLOS Genetics》雜志,對干細胞的來源提供了深刻見解,有望推進再生醫學的研究進展。因為這些事件發生在人類妊娠的頭四天或頭五天,這一階段妊娠丟失的比例最高,因此,這一研究對生育研究也有重要的啟示意義。
多能干細胞可以變成人體內的任何細胞,可以通過兩種方式產生。首先,當科學家們重編程成熟成人細胞時,可以產生多能干細胞。第二,在哺乳動物妊娠期間的關鍵四天時間內,胚胎產生多能干細胞。本文第一作者、MSU生化和分子生物學助理教授Amy Ralston說,事實上,這個時間窗口是哺乳動物所特有的。
她說:“胚胎能以100%的效率制造多能干細胞。重編程細胞的過程——操縱我們自己的細胞成為干細胞,只有1%的效率。胚胎可以做到這一點,我們需要了解它們是怎么做到的。”
研究人員首次發現,在小鼠胚胎中,Sox2基因,似乎比其他一些基因(傳統上被確定對干細胞形成起關鍵作用的基因),更早發揮作用。簡單地說,這個基因可以確定哺乳動物干細胞的來源。現在,研究人員正在試圖解釋為什么Sox2起這種引領作用。
Ralston說:“現在我們知道,Sox2是第一更指標,表明一個細胞是多能性的。事實上,Sox2可能是前多能性基因(pre-pluripotent gene)。我們表明,Sox2只在一個或兩個胚胎細胞中是可檢測的,早于以前認為的,也早于其他已知的干細胞基因。”
第二個發現是,Sox2具有比最初認為的更大的影響。這個基因似乎會幫助協調構成胎兒的細胞,和其他構建妊娠和培育胎兒的細胞。
未來的研究將集中在研究,到底為什么Sox2發揮這個作用。Ralston說,該研究小組有深刻的認識,但是他們想更加深入了解。
她說:“重編程是令人驚訝的,但是它非常低效。我們從胚胎中學習到的是,如何提高效率,這一過程有一天可能會以更高的成功率,產生用于臨床目的的干細胞。”
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