確定維持果蠅成體干細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白質(zhì)

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確定維持果蠅成體干細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白質(zhì)

再生醫(yī)學(xué)研究的一個重要課題是：清楚地了解干細(xì)胞是如何分化為特殊的器官和組織的?，F(xiàn)在，加州大學(xué)的Santa Barbara為這一領(lǐng)域的研究增添了新的發(fā)現(xiàn)，他的研究小組確定了果蠅中決定干細(xì)胞產(chǎn)生不同類型的子細(xì)胞的機(jī)制。這些結(jié)果被發(fā)布在2013年4月24日的Proceedings of the National Academy of Sciences上。

果蠅是干細(xì)胞生物學(xué)研究的一個極好的模型。為了觀察自然環(huán)境中的干細(xì)胞，UCSB的分子、細(xì)胞和發(fā)育生物學(xué)教授Denise Montell研究了果蠅的卵巢。通過這些工作，該小組闡明了卵泡細(xì)胞分化的最早期階段?！昂苊黠@，簡單動物控制細(xì)胞行為的基本原理是保守的，即該原理也控制了人類的細(xì)胞行為?！彼f：“有太多的知識我們可以通過研究簡單生物模型來了解?！?/p>

castor（Cas）基因編碼一個表達(dá)于濾泡干細(xì)胞（follicle stem cell，F(xiàn)SC）中的結(jié)構(gòu)核蛋白。研究人員發(fā)現(xiàn)在胚胎發(fā)育過程中，Cas對產(chǎn)生特殊類型的大腦細(xì)胞起到了關(guān)鍵作用，并且?guī)椭S持了整個生命過程中的FSC?！按_定了果蠅中的這一重要蛋白質(zhì)，我們就能夠檢測是否人類中該蛋白質(zhì)的同源物對干細(xì)胞及其子代也是重要的。”Montell說：“我們對控制干細(xì)胞行為的分子了解的越多，就能更近一步地達(dá)到我們控制這些細(xì)胞的目標(biāo)。”

她的研究小組將進(jìn)化保守的Cas基因與另外2個進(jìn)化保守的基因hedgehog（Hh）和eyes absent（Eya）置于一個基因回路中，用來決定特化細(xì)胞后代的命運。另外，他們還確定了Cas可以作為Hh信號的一個關(guān)鍵的、組織特異的靶標(biāo)，它不僅在維持FSC方面發(fā)揮關(guān)鍵作用，而且還幫助維持了FSC后代的多樣化。

Cas和Eya的互補模式揭示了早期發(fā)育階段極細(xì)胞和柄細(xì)胞的逐級分化。另外，它還提供了一個指示細(xì)胞命運的標(biāo)記物，并闡明了FSC后代發(fā)生不同命運的分子和細(xì)胞機(jī)制。

在早期分化過程中，卵泡細(xì)胞經(jīng)歷了雙項選擇。那些將變?yōu)樘鼗?xì)胞的卵泡細(xì)胞位于卵室的兩極，并接著變?yōu)閮煞N類型的細(xì)胞——極細(xì)胞和柄細(xì)胞。3種基因——Cas，Eya和Hh，以不同的組合發(fā)揮作用，有時會強制性的決定形成哪類細(xì)胞。Cas是極細(xì)胞和柄細(xì)胞完成細(xì)胞命運所需的，而Eya是這些細(xì)胞命運的一個負(fù)調(diào)控因子。Hh是Cas表達(dá)必需的，并且Hh信號對Eya的抑制是必要性的。

Montell解釋說：“如果只得到了這些標(biāo)記物中的一種，你很難評估事情的發(fā)展情況。所有的細(xì)胞看起來都是一樣的，你沒辦法知道什么時候會發(fā)生什么事情，但是現(xiàn)在，我們能真實地了解到細(xì)胞如何獲得了不同的特性?！?/p>

Hh在胚胎發(fā)育、成人體內(nèi)平衡，出生缺陷和癌癥等多方面發(fā)揮作用。Hh拮抗劑目前正在進(jìn)行臨床試驗，用以治療幾種類型的癌癥。但是由于Hh信號在如此多不同類型的細(xì)胞和組織都是重要的，這一抑制劑的系統(tǒng)性傳遞可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的副作用。因此確定必要的、特定組織的Hh感受器可以更具體地識別治療目標(biāo)。

有朝一日，有針對性的抑制Hh信號或許可以有效地治療和預(yù)防多種人類癌癥。

（來源：生物谷2013-4-24）