突破了解干细胞如何变得专业化

Sanford Burnham Prebys医学发现研究所(SBP)的科学家在理解生物体细胞如何变得如此多样化方面取得了重大进展。今天发表在Molecular Cell上的一项研究表明，一种名为OCT4的蛋白质可以缩小干细胞可以变成细胞类型的范围。这些发现可能会影响生产特定类型细胞的努力，以用于治疗广泛疾病的未来疗法，以及帮助了解哪些细胞受影响细胞特化的药物的影响。

“我们发现干细胞特异性蛋白质OCT4 可以激活某些基因，这些基因在被激活后会导致细胞分化或变得更加专业化，”Laszlo Nagy博士说，他是基因组控制系统的教授和主任。代谢计划和该研究的高级作者。“这种启动可以定制干细胞对诱导分化的信号的反应，并使基础遗传过程更有效。”

差异化很重要

作为一个有机体 - 如人类 - 从最简单，最早的形式发展到成熟，它的细胞从高度灵活的状态干细胞转变为构成其组织的更专业的类型。许多实验室正试图概括这一过程，以产生特定类型的细胞，这些细胞可以移植到患者体内治疗疾病。例如，胰腺β细胞可以治疗糖尿病，产生多巴胺的神经元可以治疗帕金森病。

OCT4做了什么

OCT4是一种转录因子 - 一种调节基因活性的蛋白质 - 可以维持干细胞产生体内任何组织的能力。OCT4的工作原理是坐在DNA上并招募有助于启动或抑制特定基因读数的因子。

新的研究表明，在某些基因上，OCT4还与由外部信号激活的转录因子(如维甲酸(维生素A)受体(RAR)和β-catenin)合作，以打开它们各自的基因。维生素A将干细胞转化为神经元前体，并且Wnt对β-连环蛋白的激活可以支持多能性或促进非神经分化，这取决于存在的其他信号。招募这些因子'素数'是信号响应因子可以激活的基因的子集。

大局

“我们的发现提出了相同分化信号如何在不同类型的细胞中诱导不同转变的一般原则，”Nagy补充说。“在干细胞中，OCT4将RAR募集到神经元基因，在骨髓细胞中，另一种转录因子会将RAR募集到粒细胞计划的基因中。哪些因素决定了骨髓细胞和其他细胞类型中分化信号的影响-还有待确定。“

下一步

“从某种意义上说，我们已经找到了将输入信号如维生素A和Wnt连接到输出细胞类型的干细胞代码，”纳吉说。“现在我们计划探索其他转录因子是否与OCT4相似 - 即在更成熟的细胞类型中找到代码。“如果其他因素也具有这种双重功能 - 既维持当前状态又引发某些基因对外部信号的反应 - 这将回答发育生物学中的一个关键问题并推进干细胞研究领域。”

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