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Z佳活性氧水平是制造诱导性多能干细胞的关键
点击次数:430 发布时间:2016-05-09
 

*活性氧水平是制造诱导性多能干细胞的关键


在一项的研究中,来自美国休斯敦卫理公会研究所(Houston Methodist Research Institute, HMRI)的研究人员鉴定出并描述了一种在将成体细胞(体内除精细胞或卵细胞之外的细胞)转化为干细胞中发挥关键作用的生物因子。相关研究结果于2016年4月21日在线发表在Cell Reports期刊上,论文标题为“Optimal ROS Signaling Is Critical for Nuclear Reprogramming”。论文通信作者为HMRI心血管科学系主任John P. Cooke博士。
 
Cooke说,考虑一下动画片《变形金刚》:卡车和汽车可变成机器人;他们操纵成体细胞中的基因,表达特异性的蛋白,从而将它们重编程为诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cell, iPS细胞)。
 
iPS细胞能够分化为任何一种类型的成体细胞,这就使得它们成为一种潜在有价值的抵抗众多疾病的武器。在这项研究中,Cooke和他的同事们发现活性氧(ROS,也被称作氧衍生自由基)在细胞核重编程中发挥着至关重要的作用。通过利用多种方法诱导成体细胞变成iPS细胞,研究人员发现在重编程早期阶段,这种转化始终与增加产生的ROS水平相伴随。
 
Cooke说,“当我们利用基因工具敲除控制ROS产生的酶,或者我们利用抗氧化剂清除任何产生的ROS时,我们观察到iPS细胞集落形成显著下降。相反地,ROS过度产生也会损害iPS细胞形成,这意味着*的iPS细胞产生发生在自由基产生的适宜区域(Goldilock's zone)内---太少或太多都会导致重编程停止。”
 
zui终,研究人员发现当iPS细胞成熟时,产生的ROS水平下降了,而且这些成熟的iPS细胞集落在低ROS水平的细胞环境中存活得。这项研究是对2012年发表在Cell期刊上的一篇文章(Cell, 26 October 2012, doi:10.1016/j.cell.2012.09.034)---在这篇文章中,Cooke 证实用来运送重编程基因(Oct4、Sox2, Klf4和c-Myc )的病毒并不只是载体而已---的扩展研究。
 
Cooke解释道,“我们了解到,病毒载体在重编程中发挥作用。它们对先天性免疫信号的激活导致将成体细胞转化为iPS细胞所*的表观遗传变化。” 
 
已知先天免疫信号促进参与细胞防御的ROS产生。Cooke说,他的团队正在开发方法来操纵ROS的先天性免疫信号,以便zui大化产生iPS细胞和更好地指导它们分化。
 
更好地理解成体细胞经重编程变成iPS细胞的机制是进一步开展研究理解和治疗疾病的关键。比如,科学家们能够获取阿尔茨海默病患者的皮肤细胞,将它们重编程为iPS细胞,然后将这些iPS细胞分化为神经元,这样就能够研究个人的脑细胞。因此,iPS细胞在理解不同疾病过程中是有用处的,而且可能也被用来开发出再生性疗法。
 

 

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