对蠕虫干细胞的新认识可能会导致人体治疗

牛津大学今天在“基因组研究”杂志上发表的一项研究发现，对动物体内干细胞生长至关重要的表观遗传修饰的特殊组合比先前所认识的更早。这些发现意味着人类干细胞和简单动物如涡虫的细胞在表观遗传水平上的共同点比以前认为的要多得多。这些见解可以增强干细胞在基于再生医学的方法中的应用，以治疗受疾病或年龄损害的组织和器官。

使用高度再生的涡虫扁虫作为测试生物，该团队研究了其干细胞中的表观遗传机制。

该研究的主要作者，牛津大学动物学系的Aziz Aboobaker教授说：“这些蠕虫会让很多人回到他们的童年时代，想着超级大国和英雄。他们几乎可以从任何伤害或伤口中恢复过来，从小身上恢复全身他们可以做到这一点，因为它们充满了非常特殊的成体干细胞，它们不仅能够在体内产生任何其他细胞类型，而且能够以受控和有组织的方式进行，全身再生。了解他们如何做到这一点是了解我们如何更好地利用自身干细胞的关键。“

虽然DNA提供了地球上生命的使用说明书，但解释这些指令的方法至关重要。一种称为表观遗传修饰的过程 - 化学修饰装饰DNA和包裹DNA的组蛋白 - 是如何理解和遵循这些指令的核心。表观遗传修饰的编码在基因起始区发现的基因对于使基因正常运作至关重要。这些表观遗传修饰的组合用于将基因标记为活跃或沉默，从而确保基因组在身体的正确细胞中进行正确的过程。然而，当这些机制出错时，它们可能导致基因在它们不应该存在时处于活跃或沉默状态。这些错误被认为是许多疾病进展的基础，包括癌症和自然衰老过程。

干细胞中有一小部分基因具有特殊的“坐在栅栏上”排列，这意味着活跃和无声标记同时存在。这种安排被认为是支持干细胞特殊性质的“多能性”(能够成为体内任何其他类型的细胞)。这些基因在干细胞中保持无活性，但如果需要，这些基因准备开启，这种状态称为“二价”。

人们普遍认为二价对人类和其他脊椎动物等复杂动物具有特异性。然而，牛津大学动物学系领导的新研究表明，这一过程可能更早发展。

Aboobaker教授说：“世界上许多团体现在都使用涡虫作为研究干细胞和再生的模型系统，但其中一个重要方面是涡虫干细胞在何种程度上与我们的干细胞一样起作用。到目前为止，陪审团我们一直在讨论这个问题，但我们最近的研究结果表明它们非常相似。“

为了测试涡虫干细胞中是否存在二价，研究小组从整个蠕虫和分离的包装DNA中分选出干细胞，并完整地进行了表观遗传修饰。使用这种材料，他们然后使用识别活化和沉默标记的抗体，并在整个基因组中测序与它们相关的DNA。

Aboobaker实验室的研究生Anish Dattani说：“我们的数据非常清楚地表明活性标记与已知在涡虫干细胞中开启的基因有关，并且沉默标记被放置在关闭的基因上。但是问题是涡虫干细胞是否具有二价性。来自其他无脊椎动物和简单动物的先前证据表明这种情况仅存在于哺乳动物和鱼类中。因此，我们寻找同时由涡虫干细胞中的活性和沉默标记标记的基因。我们不仅找到两个标记的基因，但我们注意到其中许多是基因就像干细胞决定分化并成为另一种细胞类型一样。这是非常有力的证据表明存在二元性并且与我们的干细胞一样。“

Aboobaker教授得出结论：“这种方法的结果证实了研究小组的研究结果，即多细胞动物进化中的二价似乎比我们想象的更早，并且这增加了越来越多的叙述，简单的蠕虫干细胞和我们的干细胞有很多当我们开始这项工作时，我们想象的更多共同点。“

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