是什么讓干細(xì)胞成為完美的allrounders
來自蘇黎世大學(xué)和蘇黎世大學(xué)醫(yī)院的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種能夠使天然胚胎干細(xì)胞形成所有體細(xì)胞的蛋白質(zhì)。在胚胎干細(xì)胞維持在細(xì)胞培養(yǎng)物中的情況下,這種全能的潛力是有限的??茖W(xué)家們希望利用這些知識來治療干細(xì)胞造成的大骨折。
干細(xì)胞被認(rèn)為是生物全能細(xì)胞因為它們有可能發(fā)展成各種體細(xì)胞類型。然而,對于大多數(shù)干細(xì)胞來說,這個名稱太過深遠(yuǎn)。例如,成年干細(xì)胞可以在受傷的情況下替代自身組織中的細(xì)胞,但是脂肪干細(xì)胞永遠(yuǎn)不會產(chǎn)生神經(jīng)或肝細(xì)胞。因此,科學(xué)家區(qū)分了多能成體干細(xì)胞和實際的全能干細(xì)胞 - 多能胚胎干細(xì)胞。
表觀遺傳標(biāo)記決定了發(fā)育的潛力
然而,即使在真正的全能者中也存在差異。在實驗室細(xì)胞培養(yǎng)物中生長的胚胎干細(xì)胞處于與發(fā)育最初幾天內(nèi)在胚胎內(nèi)發(fā)現(xiàn)的多能細(xì)胞不同的狀態(tài)。在“ 自然細(xì)胞生物學(xué) ”雜志的一項研究中,由蘇黎世大學(xué)醫(yī)院的Paolo Cinelli和蘇黎世大學(xué)的Raffaella Santoro領(lǐng)導(dǎo)的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)證明了天然的allrounders與文化中的胚胎干細(xì)胞不同的機(jī)制。
他們發(fā)現(xiàn)的核心是一種名為Pramel7的蛋白質(zhì)(用于“優(yōu)先表達(dá)黑色素瘤中的抗原”,如7),這種蛋白質(zhì)僅在幾天前的胚胎細(xì)胞簇的細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)。該蛋白質(zhì)保證遺傳物質(zhì)不含表觀遺傳標(biāo)記,所述表觀遺傳標(biāo)記由甲基形式的化學(xué)DNA標(biāo)簽組成。“去除的甲基越多,生命冊就越開放,”Cinelli說。由于人體的任何細(xì)胞都可以從胚胎干細(xì)胞發(fā)育,所以所有基因必須在開始時自由進(jìn)入。細(xì)胞發(fā)育或分化越多,其遺傳物質(zhì)甲基化程度越強(qiáng),再次“密封”。例如,在骨細(xì)胞中,只有那些基因具有活性,細(xì)胞需要其功能,
蛋白質(zhì)負(fù)責(zé)完美的多能性
盡管短短幾天的行動時間很短,但Pramel7似乎發(fā)揮了至關(guān)重要的作用:當(dāng)Cinelli和Santoro領(lǐng)導(dǎo)的研究人員利用遺傳技巧關(guān)閉這種蛋白質(zhì)的基因時,發(fā)育仍然停留在胚胎細(xì)胞簇階段。另一方面,在培養(yǎng)的干細(xì)胞中很少發(fā)現(xiàn)Prame17。這種情況也可以解釋為什么這些細(xì)胞的遺傳物質(zhì)比天然胚胎細(xì)胞含有更多的甲基 - 正如Cinelli所說的那樣,是完美的全能細(xì)胞。
利用干細(xì)胞功能再生骨組織
他對干細(xì)胞的興趣在于希望有一天能夠幫助患有復(fù)雜骨折的人。“骨骼非常適合再生,它們是唯一不會產(chǎn)生疤痕的組織,”Paolo Cinelli說。然而,骨頭必須接觸才能一起生長。當(dāng)骨頭在多個位置甚至穿過皮膚破裂時,例如,在摩托車事故中,其間的骨骼部分通常不再可用。對于這種情況,需要更換骨骼。他的團(tuán)隊正在研究他們想要在未來填充身體自身干細(xì)胞的載體材料。“因此,我們必須知道干細(xì)胞是如何工作的,”Cinelli補充道。
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