Cell子刊：皮膚自我更新的奧秘
日期：2012-07-09 14:59:45
加州大學圣地亞哥醫學院的研究人員發現，人類表皮祖細胞和干細胞通過控制轉錄因子來避免過早分化，保持其生成新皮膚細胞的能力。該文章發表在7月6日的Cell Stem Cell雜志上。
這項研究顯示了胞外體及其基因轉錄的重要性，有望引導研究者研發皮膚病及干細胞/祖細胞相關疾病的新治療手段。干細胞能無限分化為任何細胞類型，而祖細胞只能分化為特定類型的細胞，且分化次數有限。
人類的皮膚會自我更新。人類表皮深處的祖細胞和干細胞能不斷產生新皮膚細胞，隨后這些新生角質形成細胞逐步升至皮膚表面，最后脫落。這些干細胞和祖細胞通過胞外體來維持細胞健康。胞外體是約含有11種蛋白質的復合物，負責降解和回收RNA片段，如耗竭或出錯的mRNA，出錯的mRNA會翻譯成異常蛋白而危害細胞。
“簡單的說，”助理教授George L. Sen說，“胞外體的功能就是細胞中的監視體系，調控RNA的正常流通同時摧毀出錯的RNA。”
干細胞和祖細胞通過調節增殖和分化間的平衡，維持其所在的組織。研究人員發現人類胞外體對維持祖細胞功能非常重要。一些胞外體亞基在表皮祖細胞中的表達量升高，而這是祖細胞保持增殖能力并防止過早分化所必須的。
研究人員發現表皮中的胞外體靶標并摧毀編特定轉錄因子的mRNA。在表皮祖細胞中胞外體通過降解表皮分化必須的轉錄因子GRHL3，使細胞保持未分化狀態。而胞外體復合物的一個關鍵亞基PM/Scl-75（EXOSC9）的損失，會造成祖細胞區細胞損失、過早分化和表皮組織損失。研究證明EXOSC9通過mRNA降解，將GRHL3的轉錄控制在低水平，從而促進表皮祖細胞自我更新并防止過早分化。在接到誘導分化的信號后，祖細胞喪失特定胞外體亞基的表達，細胞GRHL3蛋白水平增高，從而促使祖細胞分化。
研究說明通過mRNA降解對分化特異性轉錄因子進行調控，對于哺乳動物組織中的祖細胞維持是必要的。“如果祖細胞中的胞外體喪失功能，”Sen說，“祖細胞會因為GRHL3水平升高而過早分化，從而最終造成表皮組織的損失。”
Sen說，如果以后研究發現了與皮膚病或其他疾病有關的胞外體基因突變，這一發現就特別有幫助。“近來有研究顯示胞外體復合物一個亞基的隱性突變會引起腦橋小腦發育不全，這是一種罕見的神經障礙，患者大腦發育受損或者部分萎縮，”Sen說。“而這就很可能與祖細胞損失有關。我們的研究成果能為研發相應治療藥物提供幫助。”
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