Mol Cell：揭秘！為何干細胞會如此特殊？

日期：2016-08-10 09:04:16

近日，來自Sanford Burnham Prebys醫學發現研究所的科學家在理解有機體細胞多樣性表現機制上取得了重大成果，相關研究刊登于Molecular Cell雜志上，文章中，研究者表示，名為OCT4的蛋白質或可縮小干細胞分化而成的細胞類型的范圍，該研究或對于制造特殊類型的細胞用于開發治療一系列疾病的新型療法提供了新的希望，同時也將幫助理解哪些細胞容易被影響細胞分化的藥物所影響。

研究者Laszlo Nagy博士說道，干細胞特異性的蛋白OCT4可以刺激特定基因，當這些基因被激活時就會促進細胞分化或者變得更加具有特異性，這種啟動激活作用或可自定義干細胞對誘導其分化的信號所產生的反應，并且使其背后的遺傳過程可以更高效地進行。

作為一種有機體，比如人類機體，其往往是通過最簡單、早期的形式來不斷發育成熟，機體的細胞過渡往往是通過一種高度可變的狀態（干細胞）過渡到可以組成機體組織的特殊類型的細胞，目前很多實驗室都在不斷嘗試闡明特殊類型細胞產生的過程，而這些特殊類型的細胞可以被移植入患者機體中來治療相關疾病，比如利用胰腺β細胞來治療糖尿病，或者利用可以產生多巴胺的神經元細胞來治療帕金森疾病。

OCT4是一種轉錄因子，即調節基因活性的蛋白質，OCT4可以維持干細胞產生機體任何組織細胞的能力，其往往通過結合DNA并且補充一些可以開啟或抑制特殊基因表達的因子來發揮作用；本文研究結果表明，OCT4還可以同被外部信號激活的轉錄因子相互合作，比如視黃酸受體(RAR)和β-連環蛋白，當其相互結合后就可以開啟各自基因的表達過程。維生素A可以將干細胞轉化成為神經前體細胞(neuronal precursors)，而且被Wnt激活的β-連環蛋白會支持干細胞的多潛能性同時還會促進干細胞非神經性的分化，當然這依賴于存在的信號不同而定。

研究者Nagy說道，我們的研究結果闡明了一般性的原則，即相同的分化信號如何誘導多種不同類型細胞的不同轉變，然而在干細胞中，OCT4可以將視黃酸受體（RNA）補充給骨髓細胞中的神經細胞基因，而另外的轉錄因子則會將RAR補充給用于粒細胞程序的特殊基因，當然到底是哪種因子可以確定骨髓細胞或其它類型細胞分化信號所產生的效應還有待于后期研究確定。

從某種意義上來說，研究者發現了可以連接細胞輸入輸出的干細胞代碼，輸入信號比如vitamin A和Wnt信號等，如今研究者計劃通過深入研究來確定是否存在其它轉錄因子的行為也和OCT4相似，也就說研究者是否能夠在更多類型的成熟細胞中找到特殊的信息代碼。如果其它因子也具有這種雙重功能，即維持當前的細胞狀態并且驅動特定基因對外部信號產生反應，那么研究人員或許就可以回答干細胞研究領域和發育生物學中的一些關鍵問題了。