Molecular Cell：干细胞分化的关键信号网络
干细胞可以分化成为任何类型的细胞，人们一直希望能够利用这一点生成替代性的组织，对中风和其它疾病进行治疗。日前科学家们揭示了干细胞分化的关键一步，为再生医学研究提供了宝贵信息。
干细胞生长成为特定的成熟细胞，需要两个关键的细胞通路，Wnt和Activin。不过人们并不清楚这些通路是如何共同起作用的。Salk研究所的研究团队在四月三十日的Molecular Cell杂志上发表文章，详细阐述了Wnt和Activin通路的相互影响。这项研究不仅可以帮助人们改善干细胞治疗，还有助于进一步理解与这些通路有关的癌症。举例来说，绝大多数结肠癌中存在Wnt信号的异常激活。
“我们发现这两个通路的作用机制是互补的，共同启动干细胞分化所需的两百个基因，”文章的资深作者Kathy Jones教授说。这些基因是促使干细胞分化成为特定组织的第一步。
研究显示，Wnt可以调动细胞机器，开始拷贝和激活基因。而Activin会提高这些细胞机器拷贝基因的速度和效率。Wnt本身可以使发育基因的表达增强20倍，而进一步的Activin处理可以将信号提升到150倍以上，Jones说。此外研究人员还发现，Wnt和Activin信号的顺序也很重要，Activin只有在Wnt信号存在的情况下才能够激活这些基因。
“Wnt负责开头，而Activin负责扩大信号，”文章的第一作者Conchi Estarás说。“这两个不同的通路通过不同的机制，彼此协作激活同样的基因。”
“这项研究使我们能够更深入的理解干细胞分化，”Jones补充道。“理解这些细节很重要，可以帮助我们优化干细胞治疗的方案和效率。”
进一步研究表明，Wnt和Activin通路还关联着控制组织生长和器官大小的第三条通路，这个通路的核心蛋白是Yap，它能特异性作用于被激活的基因，抵消Activin的影响。
“Activin和Yap的对立出现在转录后期的延伸阶段，”Jones说。“之前我们对正常或癌细胞中的信号网络并不了解，尤其是影响转录延伸的信号传导。”
癌症中的Wnt和Activin信号与干细胞不同。在90%的人类结肠癌中Wnt启动得特别早，而Activin异常与许多癌症的转移有关。
“许多人致力于在转录基础上抑制Wnt通路，对抗多种类型的肿瘤，”Estarás说。下一步，研究人员希望在肿瘤细胞中分析这些信号通路之间的关联。
