Cell重要發(fā)現(xiàn)：破解干細胞的秘密
日期：2012-06-20 12:34:53
在一項開創(chuàng)性研究中，來自歐洲的研究人員組成的一個研究小組對生長處于純粹未分化狀態(tài)的胚胎干細胞進行了評估。利用新一代測序技術他們分析了基因的表達（即轉錄組）和染色體修飾（即表觀遺傳學組）。這一研究發(fā)表在近期的《細胞》（Cell）雜志上，研究結果精確地指明了純干細胞與在實驗室條件下培養(yǎng)的胚胎干細胞之間的關鍵差異。
來自荷蘭內梅亨大學的Hendrik G. Stunnenberg博士和英國劍橋大學Welcome Trust干細胞研究所胚胎干細胞專家Austin Smith教授是這項研究的共同領導者。Austin Smith是干細胞研究領域的權威人物，現(xiàn)為英國皇家科學院院士。其在小鼠胚胎干細胞領域做出一系列杰出的工作，如闡明Oct4在維持胚胎干細胞多能性中的作用；和山中伸彌同時發(fā)現(xiàn)Nanog在維持胚胎干細胞多能性中的作用；闡明Lif/Stat3和BMP/Id通路在維持胚胎干細胞多能性中的作用；提出多能性的ground state理論并應用其首次建立大鼠的胚胎干細胞系等。
是什么使得胚胎干細胞維持在多能狀態(tài)？研究人員在一段時間內一直在致力解析這一謎題。現(xiàn)在來自德國、荷蘭和英國的研究人員提供了關鍵的答案，給予了我們需要知道的關于細胞受控機制及培養(yǎng)最佳途徑的信息。新發(fā)現(xiàn)顛覆了以前研究認為的胚胎干細胞是不穩(wěn)定且隨時準備分化的。這一信息有可能幫助推動開發(fā)出新的有效治療。
在這篇文章中，研究人員將小鼠胚胎干細胞分為兩組。一組用血清培養(yǎng)，另一組用加入兩種激酶Mek 和GSK3抑制子（稱為“2i”條件）的確定成分培養(yǎng)基培養(yǎng)。后者被假定構建出了自然基礎狀態(tài)。研究結果證實血清培養(yǎng)ES細胞相比于2i處理的細胞在形態(tài)和多能性因子表達上顯示出更大的異質性。研究人員證實血清和2i培育的ES細胞轉錄組和表觀遺傳組圖譜存在差異。2i處理細胞顯示出譜系相關基因低表達，啟動子區(qū)域抑制性組蛋白修飾H3K27me3較少，且具有更少的二價結構域。然而，血清和2i培育ES也具有一些相似的分化潛力。在2i細胞中發(fā)育基因的早轉錄受到RNA聚合酶II啟動子近端暫停（proximal pausing）的抑制。
研究人員表示新研究證實了轉錄組分析可使科學家們確定細胞中哪些基因被開啟或關閉。基因的活性水平也可通過這種方法來計算。同時，表觀遺傳學分析為研究人員提供了基因受控機制的新認識。該研究朝著解開胚胎干細胞如何維持其多能性的秘密又朝前邁進了一步。
通過這項研究，研究人員獲得了尋求構建出相當于小鼠胚胎干細胞的新人類多能干細胞種類的關鍵參考信息。研究小組表示該數(shù)據(jù)代表了多能性的基態(tài)。
Austin Smith說：“這些研究結果表明我們現(xiàn)在對于干細胞的了解到了什么程度。它們也指出了從小鼠分離的真正胚胎干細胞與當前獲得的相對沒那么純且更多變的干細胞之間的潛在差異。”
上一篇： PNAS：受損蛋白散播疾病
下一篇： Nature：癌癥的多個驅動子
