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美研究发现保持干细胞本性有关键作用的蛋白质因子

2014年09月 28日 16:06  |来源: 科技日报
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    科技日报讯 干细胞是细胞界“永远的少女”。人们认为它会一直保持静止状态,直到有某种信号迫使它分裂,产生差异而形成高度特化的细胞。理论上它们能发育成任何类型的成熟细胞,因而在组织与器官再生领域有着光明前景,但人们还需要更充分地掌握干细胞生理学。

    据物理学家组织网9月25日报道,纽约大学朗格尼医学中心一项最新研究表明,一种与许多癌症有关的蛋白质BRD4,在保持干细胞 “年幼多能”状态中起着关键作用。相关论文在线发表于最近的《细胞·报告》上。

    干细胞因子BRD4与许多癌症有关,也是目前临床试验中可预期的治疗标靶。朗格尼医学中心病理学副教授伊娃·赫尔南多-蒙杰研究小组在2013年发现,黑色素瘤细胞中会表达过多的BRD4以助其增殖,抑制BRD4会让它们生长明显放慢。这种蛋白质能让癌细胞保持相对不成熟的类干细胞状态,在一定程度上驱动了癌症。因此,研究人员想找出这种蛋白质在真正的干细胞中起了什么作用。

    他们与纽约西奈山伊坎医学院周明明(音译)小组合作,开发出一种BRD4阻断化合物,用在新研究中抑制小鼠和人类胚胎干细胞中BRD4的活性,他们还用特殊的RNA分子阻断BRD4基因转录,观察干细胞是怎样改变自身特性的。结果发现当干细胞分裂时,开始显出年轻神经元的特征。

    BRD4能绑定到基因组中一种叫做“超级增强子”的特殊位点上调节基因活性,这些位点被认为是顶级控制器,为多种基因编制不同的表达模式,合在一起确定细胞类型。

    “我们发现BRD4占据了超级增强子的基因位置,这对干细胞保持其本身特性是非常重要的。”朗格尼医学中心博士后拉菲拉·迪米可说,当他们用BRD4抑制剂时,这些基因,包括OCT4和PRDM14的表达数量急剧下降。“OCT4也能抑制神经元分化,所以我们认为,BRD4抑制剂造成的OCT4减少是诱导干细胞出现神经元特征的最可能原因。”

    OCT4也是标准“OKSM”混合剂的4个因子之一,OKSM可用于将普通细胞转变为诱导多能干细胞(iPSc)。而新研究结果表明,BRD4甚至能在更高调控级别上增强干细胞特性。

    “我们的发现更好地理解了调节干细胞状态的复杂系统。”赫尔南多-蒙杰说,“理论上,我们能用BRD4代替OKSM混合剂中的一个或几个因子,也能加入混合剂中提高重编程效率,这正是我们目前所研究的。”反过来,还可以用BRD4抑制剂辅助编程,让细胞向另一个方向发展,比如将干细胞变成婴儿神经元,将来有一天或能用于再生疗法。

    (常丽君)  

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