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Nature:细胞失忆或促进干细胞产生

2015.12.16

  成体细胞,比如皮肤或血液细胞,其都有一种特殊的细胞记忆,或者记录细胞如何从未定型的胚胎细胞进化到特殊的成体细胞;如今刊登于国际著名杂志Nature上的一项研究论文中,来自哈佛干细胞研究所等处的研究人员通过研究鉴别出了新型基因,当该基因被抑制时就会有效地擦除细胞的记忆,使细胞被重编程更加敏感,进开始进行快速高效地重编程过程。

  研究者Konrad Hochedlinger博士指出,我们开始这项工作,因为我们想知道为何皮肤细胞是一个皮肤细胞,而且为何其在第二天或者下个月,甚至是一年后不会改变其身份。人类机体中的每一个细胞都具有相同的基因组或者DNA蓝图,而且在机体发育期间基因被开关的方式可以帮助解释每一种成体细胞如何变化;通过操控这些基因并且引入新型因子,科学家们就揭示了成体细胞基因组休眠的部分,以及如何对其进行重编程来形成另外一种类型的细胞。

  研究者Josef Penninger说道,细胞记忆通常是非常保守的,其可以扮演一种障碍来进行重编程,而且我们想去寻找哪些因子可以帮助稳定记忆,同时又是哪些机制可以帮助抑制诱导多能干细胞形成。为了鉴别出潜在的因子,研究人员建立了一种可以靶向作用染色质调节子的基因文库,染色质的调节子(基因)可以控制DNA的包装和标签,同时还参与了细胞记忆的形成过程。

  而文章中,研究人员设计了一种新型的筛查方法来检测每一种因子,在筛查到的615个因子中,研究者发现了四种染色质调节子,其中三种此前并没有被描述,而其可以作为重编程过程的障碍,相比抑制已知的障碍因子后提高重编程效率的效果而言,抑制新型的CAF-1因子(染色质装配因子1)就可使得重编程的效率增加到50至200倍,而且当CAF-1缺失时,重编程还会进行地更加迅速,当该过程正常进行9天时,研究者就能够在4天后检测到第一批诱导多能干细胞了。

  研究者指出,CAF-1复合物可以确保在DNA复制和细胞分裂期间子代细胞保持其记忆力;当我们阻断CAF-1时,子代细胞就会失去包装DNA的能力以及相关的遗传信息,通过抑制CAF-1,研究人员就可以促进一种类型的成体细胞直接转化成为另外一种细胞,从而跳过形成诱导多能干细胞的过程;因此CAF-1可以扮演一种确保细胞身份的守卫,当其缺失时就会促进成体细胞的转变。

  最后研究者Zuber说道,CAF-1或许可以提供关键的因子来促进细胞的重新编程并且检测治疗性制剂,而未来研究中我们还将通过深入的研究来阐明细胞记忆缺失引发干细胞再生的过程,对于开发新型个体化疗法或提供了新的思路。

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