Nature子刊揭示干細(xì)胞命運(yùn)調(diào)控因子

日期：2013-07-23 09:37:42

來自加州大學(xué)舊金山分校的干細(xì)胞研究人員，發(fā)現(xiàn)了一種稱作為BMI1的蛋白質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵作用，這一研究發(fā)現(xiàn)或可幫助科學(xué)家們引導(dǎo)組織發(fā)育替代人體內(nèi)的受損器官。

加州大學(xué)舊金山分校顱面畸形系主任、顱面積間質(zhì)生物學(xué)（CMB）項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Ophir Klein 博士說：“科學(xué)家們早就知道，Bmi1是包括大腦、血液、肺和乳腺在內(nèi)的許多組織成體干細(xì)胞的一個(gè)重要控制開關(guān)。Bmi1也是在癌細(xì)胞中再活化的一種致癌基因?！?/SPAN>

Klein研究小組現(xiàn)在證實(shí)，BMI1發(fā)揮了另一種作用，確保了發(fā)育過程正常展開。

細(xì)胞不成熟，可以幾乎無限地進(jìn)行細(xì)胞分裂以補(bǔ)充自身的數(shù)量，可在它們定位的組織中生成能發(fā)揮功能的新特化細(xì)胞（這一過程稱之為細(xì)胞分化），是所有干細(xì)胞的特征。

推到一個(gè)方向上，BMI1開關(guān)可促使正常干細(xì)胞分裂并補(bǔ)充自身的數(shù)量。置于另一個(gè)方向上，它可以抑制細(xì)胞增殖。而現(xiàn)在，Klein研究小組證實(shí)，BMI1還阻止了干細(xì)胞生成的子細(xì)胞，在錯(cuò)誤的位置成熟為錯(cuò)誤的特化細(xì)胞類型。

Klein說這一新研究發(fā)現(xiàn)表明，操控BMI1以及其他的調(diào)控分子，或有一天成為開啟和關(guān)閉特定的細(xì)胞發(fā)育的分子處方中的關(guān)鍵步驟，從而生成新的細(xì)胞療法修復(fù)外傷、疾病或衰老造成的組織損失。

Klein說，在諸如癌癥等病理?xiàng)l件下思考BMI1的雙重作用也相當(dāng)?shù)挠腥ぁＴ絹碓蕉嗟淖C據(jù)表明，許多的癌癥是由異常行為的成體干細(xì)胞或是異常獲得干細(xì)胞樣特性的細(xì)胞所驅(qū)動。一些癌癥研究人員認(rèn)為，如果能夠使這些癌細(xì)胞在分裂時(shí)，變?yōu)樘鼗?xì)胞而非干細(xì)胞，或許能夠減慢腫瘤生長。Klein提出，在癌癥干細(xì)胞中失活BMI1有可能是一種策略。

這項(xiàng)研究是針對小鼠大切牙中的成體干細(xì)胞所開展，Klein研究小組將研究結(jié)果發(fā)表在7月的《自然細(xì)胞生物學(xué)》（Nature Cell Biology）雜志上。

Klein針對牙齒、腸和其他組織展開研究，了解在這些器官中干細(xì)胞調(diào)控的生物學(xué)和分子機(jī)制。在這些研究中獲得的新知識進(jìn)一步刺激了他的特殊研究興趣：尋找新的途徑來生成替代組織，治療諸如克羅恩病和顱面畸形等疾病，以及生長出新牙。

不同于任何的人類牙齒，小鼠的切牙可以持續(xù)地生長，Klein認(rèn)為這是干細(xì)胞研究的一個(gè)有吸引力的焦點(diǎn)。“這里有一個(gè)大的干細(xì)胞群，可以很容易地追蹤干細(xì)胞生成子細(xì)胞的途徑，”他說。在人類生命的早期，有一些干細(xì)胞同樣驅(qū)動了牙齒發(fā)育，但在幼童時(shí)期我們的恒牙完全形成之后它們就變得沒有活性。

在當(dāng)前的研究中，博士后研究人員Brian Biehs和Jimmy Hu博士，確定了在小鼠生長切牙的底部有一群成體干細(xì)胞，這些細(xì)胞具有活性BMI1。他們證實(shí)，BMI1可以抑制一組稱為Hox的基因，當(dāng)Hox基因激活時(shí)，可以觸發(fā)特異細(xì)胞類型和機(jī)體結(jié)構(gòu)的發(fā)育。研究人員證實(shí)在小鼠切牙中，BMI1在干細(xì)胞中的活性維持了它們的干細(xì)胞命運(yùn)，通過抑制Hox基因表達(dá)阻止了不適當(dāng)?shù)募?xì)胞分化。