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Cell子刊:突破干细胞研究瓶颈的新成果

2015.11.19

  将干细胞转化为其他类型细胞的配方越来越多,最近,在对分化因子的完美、治疗相关的混合的探寻过程中,科学家发现了了一些有趣的生物学结果。十一月十九日在Cell子刊《Chemistry & Biology》发表的一项研究发现,大肠杆菌中的一个蛋白质,可与小分子结合并协同作用,推动多能干细胞转化为功能性神经元。

  在这项研究中,来自韩国成均馆大学的科学家们有了意外的发现:Sox2――“影响干细胞维持一个干细胞或分化的能力”的四个Yamanaka因子中的一个,可以与一个细菌伴侣蛋白Skp结合。然后,他们测试了如果将Skp导入干细胞会发生什么情况,发现它可以启动分化。这种带来一种假设:Skp能够结合其他技术,使干细胞分化更有效。

  本文共同作者、成均馆大学医学院Kyeong Kyu Kim指出:“虽然已有这方面的大量研究,但是,能够有效地产生大量的干细胞,仍然是一个瓶颈。这个问题是可以解决的,但我们需要寻找新的方法来指导干细胞分化,然后了解改进流程的分子机制。”

  延世大学的Injae Shin和和Kim称,多能性干细胞的分化被认为是两个简单的步骤:第一,干细胞决定不再是干细胞,并开始分化;二,细胞决定要成为什么样的细胞。在他们诱导神经元分化的流程中,细菌蛋白Skp通过结合Sox2并抑制其功能,首先开始行动。然后,小的化学分子neurodazine (Nz)和neurodazole (Nzl)采取第二步行动,告诉干细胞分化成神经元。

  通过影响这两个步骤,每一批干细胞可以产生更多的功能性神经元,如果单独使用蛋白质或小分子,速度更快。Shin说:“因此,协同效应主要来自于蛋白质和化学诱导剂指导的谱系特异性定型,对干性的组合抑制。因此,这个过程是合理设计细胞分化、实现高水平谱系定型效率的一个例子。”

  该流程的一个弱点是,在治疗设备中使用细菌蛋白(如Skp)有安全性问题。然而,相比较引入遗传元素,使用这个蛋白质是有利的,因为该蛋白质不会导致任何遗传改变或不稳定,这是使用病毒介导的干细胞基因传递的主要问题。作者希望,本研究能够鼓励他人开发基于小分子的类似方法,模拟干性抑制的第一阶段。

  现在,他们正在使用类似的组合方法,探索如何使干细胞到其他类型细胞的分化更有效,特别是心脏细胞。

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