维生素A和C有助于消除细胞记忆

维生素A和C不仅对健康有益，它们也会影响你的DNA。Babraham研究所的研究人员和他们的国际合作者已经发现维生素A和C如何改变细胞所持有的表观遗传“记忆”; 洞察力对再生医学和我们将细胞从一种身份重新编程到另一种身份的能力具有重要意义。该研究发表在今天的美国国家科学院院刊(PNAS)上。

对于再生医学而言，圣杯应该能够产生一种细胞，该细胞可以被引导成任何其他细胞，例如脑细胞，心脏细胞和肺细胞。具有这种能力的细胞存在于早期胚胎(胚胎干细胞，ESC)中，并在体内产生许多不同的细胞类型。为了再生医学的目的，我们需要能够迫使患者的成体细胞回归到拥有类似胚胎的能力并“忘记”他们以前的身份。

通过DNA的表观遗传变化在DNA水平上建立细胞的身份。这些变化不会改变DNA字母的顺序，但可以控制基因组的哪些部分可以被读取和访问。因此，每种不同的细胞类型都具有独特的表观遗传指纹，强制和维持适合细胞类型的特定基因表达模式。为了将细胞逆转回到幼稚的多能状态，必须丢失这种表观遗传信息层以再次打开全基因组。

来自英国巴布拉罕研究所，德国斯图加特大学和新西兰奥塔哥大学的研究人员共同研究维生素A和C如何影响基因组中表观遗传标记的消除。他们特别关注表观遗传修饰，其中甲基化学标签被添加到DNA序列中的C字母。胚胎干细胞显示低水平的C标记，称为胞嘧啶甲基化，但在已建立的细胞类型中，更多的基因组通过这种修饰标记。从DNA中去除甲基标签，称为去甲基化，是实现多能性和消除表观遗传记忆的核心部分。

负责主动去除甲基标签的酶家族称为TET。研究人员研究了控制TET活性的分子信号，以更多地了解在细胞编程过程中如何操纵TET酶的活性以实现多能性。

他们发现维生素A通过增加细胞中TET酶的含量来增强幼稚ESC中的表观遗传记忆擦除，这意味着从DNA序列的C字母中更多地去除甲基标签。相反，他们发现维生素C通过再生有效作用所需的辅助因子来增强TET酶的活性。

Babraham研究所的博士后研究员，该论文的共同第一作者Ferdinand von Meyenn博士解释说：“维生素A和C都可单独起作用，促进去甲基化，增强细胞重编程所需的表观遗传记忆的清除。” Tim Hore博士曾是Babraham研究所的人类前沿长期研究员，现在是新西兰奥塔哥大学的讲师和该论文的共同第一作者，他继续说：“我们发现了维生素A和维生素A的机制。 C增强去甲基化是不同的，但协同作用。“

对维生素A对TET2酶的影响的理解也有可能解释为什么一部分患有急性早幼粒细胞白血病(曾被认为是最致命的急性白血病)的患者对维生素A的有效联合治疗有抵抗力。提供可能的解释由于对进一步调查不敏感，这项工作可以指出更好地管理维生素A抗药性病例的方法。

Babraham研究所表观遗传学项目负责人Wolf Reik教授说：“这项研究提供了一个重要的理解，以促进再生医学细胞治疗的发展。它还增强了我们对内在和外在信号如何塑造表观基因组的理解知识可以为人类疾病提供有价值的见解，例如急性早幼粒细胞白血病和其他癌症。将全面的图片放在一起将使我们能够理解基因组表观遗传控制的完全复杂性。“

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