研究人员确定了制造干细胞所必须的卵白质

网络整理 2019-04-09 13:03

最后,他们还表白NKX3-1表达是触发细胞表达其自身Oct4卵白和促进其他促进重编程的遗传变革所必须的。

深入研究

通过仅添加四种卵白质(称为Yamanaka因子)将成熟细胞范例(如皮肤细胞)重编程为多醒目细胞的本领,吸引了科学界,并在2012年得到了Yamanaka的诺贝尔奖。从当时起,全世界无数研究人员操作该技能缔造了用于研究或潜在临床应用的iPS细胞。

在这项新研究中,Mai将称为成纤维细胞的人体皮肤细胞融合到小鼠胚胎干细胞中。融合后,发育机动的干细胞中的因子可以快速有效地从头编程成纤维细胞核沿着可预测的,研究符合的时间线。融合细胞被称为异核体,它们使Mai及其同事可以或许在重编程的最初24小时内密切跟踪基因表达和DNA修饰的模式。

为了降服这一范围,Mai转向了Blau在20世纪80年月乐成利用的细胞融合模子,以显示当与小鼠肌纤维结适时,专门的人类细胞,譬喻肝脏和皮肤中的细胞,可以表达肌肉特异性基因。其时,功效提供了第一个证据,即成年细胞可以在正确的条件下诱导,以包袱完全差异的细胞运气。

“很难把握早期禁锢机构从头编程的多能性,”布劳说。“这个进程是高度异构和异步的,所以最早的事件很难研究。”

医学院的研究人员发明白一种对诱导多醒目细胞或iPS细胞生成至关重要的新卵白质。

Blau,Donald E.和Delia B. Baxter基金会传授以及Baxter干细胞生物学基本尝试室主任,是该研究的高级作者,该研究于7月16日在线颁发在Nature Cell Biology上。博士后学者Thach Mai博士是第一作者。

但愿更安详的重编程细胞

此刻,Blau和她的同事们与遗传学和计较机科学助理传授Anshul Kundaje博士相助,打算继承研究利用多管齐下的“基于组学”要领重编程为多能性的最早步调。

确定了四种Yamanaka因子-Oct4,Sox2,cMyc和Klf4-因为它们在小鼠和人类的胚胎干细胞中高度表达。将成熟细胞范例袒露于这些因素使它们在发育进程中退化,并最终表示得像干细胞,甚至开始本身表达Oct4。然而,对这一进程存在担心,因为cMyc和Oct4是致癌基因,当在正常细胞中过表达时会导致癌症。研究人员认为,相识重编程的产生方法大概使他们可以或许找到新的要领来生成临床利用更安详的干细胞。

之前已经证明卵白质NKX3-1在前列腺发育和肿瘤抑制中起浸染。它可以替代干细胞研究人员Shinya Yamanaka,MD,Ph.D。在2007年首次发明的四种卵白质中的一种,足以刺激皮肤或血液中的成熟细胞成为iPS细胞 - 这是一种已知的转化。干细胞世界作为重编程。

该发此刻细胞重编程的黑盒子中发生了一个窥视孔,并大概导致在尝试室中发生iPS细胞的新要领。通过利用奇特的尝试室模子举办从头编程,可以使该进程的最早步调细密同步。“这是一个至关重要的调理因子,不会被任何其他方法发明,”微生物学和免疫学传授Helen Blau博士说。“它在从头编程开始后两小时内呈现,然后它就消失了。但这绝对是至关重要的。假如我们消除它,从头编程就不会产生。”

不幸的是,在从头编程的头几个小时内产生的大部门工作仍然是一个谜,部门原因是因为只有约莫1/1的细胞用这些因子乐成地经验了转变。并且,那些凭据本身的不稳按时间表这样做的人。

操作异核体模子,研究人员发明NKX3-1在重编程开始后约两小时内表达,但很快消失。假如卵白质的表达被阻断,Yamanaka因子不再可以或许重编程人成纤维细胞,这表白NKX3-1在成体细胞转化为干细胞中起着至关重要的浸染。研究人员还发明外部添加的NKX3-1可替代Oct4重编程细胞而不会低落效率。

“我们的方针是研究禁锢逻辑的所有方面,或'语法',这是细胞重编程为多能性的基本,”布劳说。“从头编程完全改变了细胞的运气。我们但愿相识调整这种明显变革的机制和信号传导途径。”

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