根據(jù)發(fā)表在《自然通訊》雜志上的一項新研究，一種與蜂王漿的活性成分類似的哺乳動物蛋白質(zhì)- 蜂王漿(Apis mellifera)-可以像年輕人一樣滋養(yǎng)胚胎干細胞。。

蜂王漿是由水，蛋白質(zhì)和糖類組成的粘性，微酸性物質(zhì)。

該物質(zhì)是蜜蜂蜂巢嚴格等級結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵組成部分。

在正常情況下，一個女王會產(chǎn)下受精卵，這些卵會發(fā)育成雌性工蜂。這些工蜂被奴隸收走，收集花粉和花蜜，筑巢，生下未受精的卵，并趨于幼蟲。

相比之下，這些無人機會在蜂巢周圍四處打擾，經(jīng)常在指定的“無人機聚集區(qū)”與其他無人機見面，它們徘徊直到新的女王飛過并煽動交配暴動。

最終，當(dāng)舊女王死后或該蜂巢太大而需要拆分為兩個時，該蜂巢需要一個新女王。在這種情況下，工蜂在發(fā)育過程中選擇了一些雌性幼蟲專門與蜂王漿一起培育。

孵化后的頭幾天，所有的幼蟲都被喂上蜂王漿，但是工人們的幼蟲很快被轉(zhuǎn)換成蜂王漿，蜂蜜和被稱為“蜂面包”的花粉混合而成的混合物。

蜂王漿飲食究竟是如何刺激大肥沃的王后而不是低矮的工蜂的形成，仍然難以捉摸。

但是人類很快就決定了對女王有利的事物對他們也有利。盡管蜂王漿被建議對膽固醇水平，血壓，神經(jīng)系統(tǒng)和荷爾蒙活性有影響，但尚未被FDA批準(zhǔn)用于醫(yī)學(xué)用途。

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的凱文·王(Kevin Wang)博士領(lǐng)導(dǎo)的研究小組想知道，蜂王漿的飲食如何引發(fā)蜂王與小工人之間的巨大差異。畢竟，這兩個昆蟲種姓擁有相同的基因組。

王博士說：“我一直對控制細胞大小感興趣，而蜜蜂是研究這種細胞的絕佳模型。”

“這些幼蟲在零日開始都是一樣的，但最終在大小上存在巨大而持久的差異。這是怎么發(fā)生的?”

研究人員專注于蛋白質(zhì)(適當(dāng)?shù)胤Q為皇家肌動蛋白)，以前被認為是蜂王漿中的活性成分。

他們將Royalactin應(yīng)用于小鼠胚胎干細胞，以研究細胞的反應(yīng)。

為了使蜂王漿能夠影響蜂王的發(fā)育，它必須在蜂幼蟲的早期祖細胞中起作用。因此，我們決定看看它對胚胎干細胞有什么影響，”王博士說。

胚胎干細胞有效，但易變。當(dāng)他們在實驗室中生長時，他們通常希望放棄其干細胞狀態(tài)并分化為專門的細胞。

令他們驚訝的是，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，即使在沒有抑制劑的情況下，添加皇家肌動蛋白也能阻止胚胎干細胞分化。

“這是出乎意料的。通常，這些胚胎干細胞在一種稱為白血病抑制因子的抑制劑的存在下生長，這種抑制劑可阻止它們在培養(yǎng)中不適當(dāng)?shù)胤只覀儼l(fā)現(xiàn)即使在沒有LIF的情況下，Royalactin也能阻止分化。” Wang博士說。

培養(yǎng)的不含LIF的細胞可以愉快地生長多達20代，而不會失去其“干性”。

額外的實驗表明，用Royalactin處理的干細胞表現(xiàn)出的基因表達譜與在抑制劑存在下生長的干細胞相似，攪出了已知與多能性有關(guān)的蛋白，同時減少了對分化重要的蛋白的產(chǎn)生。然而，細胞的反應(yīng)令人困惑，因為哺乳動物不制造皇家肌動蛋白。

為了尋求答案，研究小組轉(zhuǎn)向了一個推斷蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫。像鎖和鑰匙一樣，許多蛋白質(zhì)通過與其他蛋白質(zhì)或生物分子精確配合而起作用。

該研究的作者想知道哺乳動物中是否可能存在另一種模仿皇家肌動蛋白形狀而不是序列的蛋白質(zhì)。

他們發(fā)現(xiàn)了一種名為NHLRC3的哺乳動物蛋白，預(yù)計該蛋白會形成與Royalactin類似的結(jié)構(gòu)，并在從鰻魚到人類的所有動物的胚胎發(fā)育早期產(chǎn)生。

此外，他們發(fā)現(xiàn)NHLRC3像Royalactin一樣，能夠在小鼠胚胎細胞中維持多能性，并且在它們中引起的基因表達模式與暴露于Royalactin的那些細胞類似。

他們將蛋白質(zhì)重命名為“ regina”，這是女王的拉丁文。

研究人員下一步計劃調(diào)查里賈納是否對成年動物的傷口愈合或細胞再生有任何治療價值。

他們還希望他們的發(fā)現(xiàn)將有助于研究人員發(fā)現(xiàn)更多或更好的方法來保持胚胎干細胞在實驗室中生長時的多能性。

“這很有趣。我們的實驗表明，里賈納是控制多能性和產(chǎn)生胚胎組織的祖細胞產(chǎn)生的重要分子。我們將神話般的事物與真實的事物聯(lián)系起來。”王博士說。