維持干細(xì)胞特能的關(guān)鍵蛋白
日期：2012-09-05 08:13:28
據(jù)報(bào)道，近日，美國科學(xué)家在《細(xì)胞干細(xì)胞》雜志上撰文指出，在老鼠身上進(jìn)行的研究表明，Mof蛋白在保護(hù)干細(xì)胞的“干性”（幫助干細(xì)胞閱讀和使用自己的DNA）方面起關(guān)鍵作用。最新研究對(duì)于發(fā)揮干細(xì)胞治療疾病的潛力至關(guān)重要。
干細(xì)胞可以變成身體內(nèi)的任何細(xì)胞，但干細(xì)胞如何保存這種能力以及如何“決定”放棄這種狀態(tài)并變成特定的細(xì)胞這兩個(gè)問題一直困擾著科學(xué)家。成功解答這兩個(gè)問題，將會(huì)大大拓展我們利用干細(xì)胞治療疾病的能力?，F(xiàn)在，密歇根大學(xué)病理學(xué)和生物化學(xué)副教授竇亞麗（音譯）領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，Mof蛋白是回答這兩個(gè)問題的關(guān)鍵。
竇亞麗團(tuán)隊(duì)集中研究了當(dāng)DNA纏繞在被稱作組蛋白的微小線軸上時(shí)給DNA添加臨時(shí)標(biāo)記的一些遺傳因子。他們發(fā)現(xiàn)，為了讀取DNA，細(xì)胞不得不讓它從這些線軸上一點(diǎn)點(diǎn)地解開，以使得基因閱讀機(jī)制能接觸到遺傳代碼并進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。這種由Mof蛋白添加的臨時(shí)標(biāo)簽可以像微小的分子信標(biāo)一樣發(fā)揮作用，將該閱讀機(jī)制引導(dǎo)至合適的位置。
竇亞麗表示：“簡而言之，Mof蛋白調(diào)控核心轉(zhuǎn)錄機(jī)制，沒有它，干細(xì)胞會(huì)變得名不副實(shí)。細(xì)胞內(nèi)有很多這種組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶，但只有Mof蛋白在未分化的細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮著重要作用。另外，Mof蛋白也使細(xì)胞能決定它想閱讀哪個(gè)基因，沒有它，胚胎干細(xì)胞會(huì)失去自我更新能力并開始分化?！?/SPAN>
最新發(fā)現(xiàn)對(duì)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）的研究也具有重要作用。iPS細(xì)胞在治療疾病方面大有潛力，因?yàn)樗芾迷醋圆∪俗陨斫M織的干細(xì)胞來治療疾病。但目前利用成體組織制造iPS細(xì)胞時(shí)，會(huì)用到致癌基因，這一點(diǎn)讓病人和醫(yī)生望而卻步。竇亞麗表示，進(jìn)一步研究Mof蛋白或許會(huì)使人們無需使用這種潛在有害的方法。
接下來，他們將集中研究Mof蛋白如何對(duì)名為染色質(zhì)的DNA結(jié)構(gòu)進(jìn)行標(biāo)記以便讓基因組的DNA片段容易被接觸到?？茖W(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在干細(xì)胞中，很多DNA區(qū)域都是開放的，這可能因?yàn)楦杉?xì)胞需要使用自己的DNA來制造很多阻止它們分化的蛋白。一旦干細(xì)胞開始分化或變成某種特定類型的細(xì)胞，某些DNA片段會(huì)關(guān)閉且無法接觸。已有很多科研團(tuán)隊(duì)對(duì)這種“選擇性沉默”過程和導(dǎo)致干細(xì)胞只需讀取某些基因就開始分化的遺傳因子進(jìn)行了研究，但很少有人研究促進(jìn)廣泛的DNA轉(zhuǎn)錄來維持干細(xì)胞的干性。
竇亞麗表示：“Mof蛋白為需要保持開放的地方做了標(biāo)記，并讓干細(xì)胞能變成任何細(xì)胞的潛力得以保存?！庇捎诰幋aMof蛋白的基因在果蠅和小鼠中擁有相同的序列，因此，Mof蛋白可能在很多物種中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
專家評(píng)點(diǎn)：
中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院血液病醫(yī)院、國家干細(xì)胞工程技術(shù)研究中心主任韓忠朝：
干細(xì)胞是具有自我更新和多向分化能力的細(xì)胞。干細(xì)胞的這種特能或“干性”使其能在外界刺激下迅速分裂增殖并分化成特定的成熟細(xì)胞，以滿足機(jī)體的需求。但干細(xì)胞如何保存這種能力以及如何決定分化成特定的細(xì)胞一直是干細(xì)胞領(lǐng)域科學(xué)家探索的科學(xué)問題。最近，密歇根大學(xué)病理學(xué)和生物化學(xué)副教授竇亞麗（音譯）領(lǐng)導(dǎo)的中美科學(xué)家團(tuán)隊(duì)，在《細(xì)胞干細(xì)胞》雜志上發(fā)表的在老鼠身上進(jìn)行的研究的結(jié)果表明組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶Mof蛋白在保護(hù)干細(xì)胞的“干性”方面起關(guān)鍵作用。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，敲除Mof基因的胚胎干細(xì)胞喪失了其特征性的細(xì)胞形態(tài)、堿性磷酸酶陽性染色和多向分化潛能。干細(xì)胞所特有的轉(zhuǎn)錄因子如Nanog、Oct4和Sox2表達(dá)明顯異常。進(jìn)一步的深入研究發(fā)現(xiàn)，Mof實(shí)質(zhì)是調(diào)控胚胎干細(xì)胞核心轉(zhuǎn)錄機(jī)制的蛋白分子。Mof使細(xì)胞能決定它想閱讀哪個(gè)基因，胚胎干細(xì)胞會(huì)失去自我更新能力并開始分化。
在干細(xì)胞中，很多DNA區(qū)域都是開放的，這是因?yàn)楦杉?xì)胞需要使用自己的DNA來制造可以阻止分化的蛋白。一旦干細(xì)胞開始分化或變成某種特定類型的細(xì)胞，某些DNA片段會(huì)關(guān)閉且無法接觸?？茖W(xué)界對(duì)這種“選擇性沉默”過程和導(dǎo)致干細(xì)胞只需讀取某些基因就開始分化的遺傳因子進(jìn)行了許多研究，但很少有人研究促進(jìn)廣泛的DNA轉(zhuǎn)錄來維持干細(xì)胞的干性。Mof蛋白為需要保持開放的地方做了標(biāo)記，并讓干細(xì)胞能變成任何細(xì)胞的“干性”得以保存。
干細(xì)胞技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入臨床應(yīng)用階段，其中來自成體骨髓、外周血和臍帶血的造血干細(xì)胞已廣泛在臨床上使用，源自胎盤、臍帶和脂肪組織的間充質(zhì)干細(xì)胞現(xiàn)在全球范圍中開展臨床試驗(yàn)，一些干細(xì)胞制劑已經(jīng)批準(zhǔn)成藥品。一些由胚胎干細(xì)胞分化的細(xì)胞制劑也在嚴(yán)重眼病和神經(jīng)損傷性疾病患者中進(jìn)行臨床試驗(yàn)。近年興起的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）因能利用源自病人自身的干細(xì)胞來治療疾病，在治療疾病方面似乎大有潛力，目前也嘗試步入臨床試驗(yàn)，但目前利用成體組織制造iPS細(xì)胞時(shí)，會(huì)用到致癌基因，這一點(diǎn)讓病人和醫(yī)生望而卻步。
無論哪種干細(xì)胞在臨床應(yīng)用上都必須解決干細(xì)胞數(shù)量、純度、活性和基因穩(wěn)定性等問題。進(jìn)一步研究Mof蛋白或許會(huì)幫助人們找到合適的干細(xì)胞擴(kuò)增技術(shù)，使干細(xì)胞數(shù)能達(dá)到需求；發(fā)現(xiàn)優(yōu)化的定向分化技術(shù)，使胚胎干細(xì)胞和iPS細(xì)胞能按需分化；促進(jìn)干細(xì)胞的基因穩(wěn)定，避免使用這種潛在有害的干細(xì)胞技術(shù)。
