Cell子刊:誰在推動干細胞的分化
日期:2014-06-07 08:57:05
美國凱斯西儲大學的科學家們發現了多能干細胞分化的關鍵推手,這一突破性成果為干細胞的臨床應用提供了寶貴的新線索,文章于六月五日發表在Cell旗下的Cell Stem Cell雜志上。
多能干細胞能夠分化成為多種不同的細胞類型,具有修復機體損傷治療疾病的巨大潛力。這項研究的兩位資深作者,凱斯西儲大學的助理教授Paul Tesar和副教授Peter Scacheri將干細胞生物學與基因組學技術結合起來,對兩種密切相關的干細胞進行了表觀基因組比較。他們發現了一類新型的遺傳學開關,并將其稱為Seed增強子。
胚胎干細胞和外胚層干細胞關系緊密,它們代表著發育的最早階段,其中外胚層干細胞是Tesar于2007年首次分離到的。“這兩種干細胞讓我們可以深入研究哺乳動物發育的最初階段,”文章的共同第一作者Daniel Factor說。
“干細胞能夠再生組織,在再生醫學領域備受關注,”文章的另一位第一作者Olivia Corradin說。“但我們必須先理解這些細胞生成不同組織的具體機制。”
增強子是控制附近基因表達的DNA片段,這項研究發現的Seed增強子非常獨特。絕大多數增強子只在特定的時間地點激活,而Seed增強子從出生前到成年后能一直發揮作用。
Seed增強子在早期的小鼠胚胎干細胞中處于休眠狀態。但在更成熟一些的外胚層干細胞中,Seed增強子成為了相關基因的主要增強子。這些細胞會進一步發育,生成功能性的成熟組織,此時Seed增強子也成長為超級增強子。超級增強子是含有多個增強子的大區域,在各種細胞中控制著那些最重要的基因。
“Seed增強子將廣泛影響我們對發育和疾病的理解,”凱斯西儲大學國家再生醫學中心的主管Stanton Gerson教授說。“這項研究的發現無疑會大大推動干細胞在再生醫學領域的臨床應用。”
“下一步我們希望了解,Seed增強子的調控錯誤是否在人類疾病中起作用,”Tesar說。“Seed增強子控制的基因都很強大,它們發生異常很可能會導致心臟病或神經退行性疾病。”
有研究表明增強子中的改變可能引發癌癥,因此研究人員也將深入探討Seed增強子與癌癥發展是否有關。