Nature：調控干細胞自我更新的新分子
日期：2012-05-10 08:28:37
近日來自美國洛克菲勒大學的研究人員通過一項大規模的功能性RNA干擾篩選來鑒別了可能調控上皮干細胞長期自我更新的因素，并識別出了轉錄因子TBX1在長期再生中所發揮的一個新功能。相關研究論文發布在5月4日的《自然》（Nature）雜志上。
領導這一研究的是杰出女科學家、洛克菲勒大學教授Elaine Fuchs，其長期從事小鼠上皮干細胞和人上皮干細胞研究。其實驗室涉及多個研究領域，包括分子、細胞、發育生物學和遺傳學。因其在皮膚生物學和皮膚干細胞研究中的成就曾獲得美國總統奧巴馬頒發的2009國家科學獎章，以及2010年歐萊雅-聯合國教科文組織生命科學獎。
成人干細胞在動物體的整個生命周期中維持組織維護和再生。這些細胞通常位于特異的信號微環境中基于組織再生的需要調控干細胞在靜息狀態與細胞周期之間的平衡。然而對于這些干細胞如何維持自我更新能力的機制目前仍不是很清楚。
在這篇文章中，研究人員利用功能性RNA干擾篩查技術作為強有力的方法鑒別了了調控干細胞自我更新能力和再生潛力的轉錄調控因子。由于毛囊具有有力的組織再生能力，因此是探究成人干細胞自我更新機制的一個理想模型。研究人員從小鼠體內天然的微環境中純化出毛囊干細胞并確定了它們的特征。與快速分裂的子細胞相比，分離的干細胞能夠在體外長期維持和傳代。通過比較分析毛囊干細胞與子細胞的核蛋白和/或轉錄因子，研究人員篩查出了約2000個在體外對干細胞自我更新具有長期效應的短發夾RNAs。
為了揭示研究發現的生理相關性，研究人員從中選擇出了一個候選因子：TBX1。這一轉錄因子表達于多種組織中，然而一直以來未有研究過它在干細胞生物學中的作用。通過在小鼠體內條件性敲除Tbx1，研究人員證實可導致組織再生發生明顯延遲。在經歷數次再生循環后，研究人員發現Tbx1缺陷干細胞微環境逐漸耗竭。在進一步的機制研究中，研究人員證實TBX1是通過微調對于BMP信號的反應來調控干細胞的增殖的。
新研究揭示出了一個在組織再生過程中對毛囊干細胞自我更新起關鍵性作用的調控因子及分子機制。并驗證了RNA干擾篩查方法在干細胞機制研究中的巨大潛力，表明這一方法在其他大量發育系統中也許還會有廣泛的用途。
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