Nature子刊揭示干细胞命运调控因子

来源：生物通  时间：2013年7月23日

　　来自加州大学旧金山分校的干细胞研究人员，发现了一种称作为BMI1的蛋白质的一个关键作用，这一研究发现或可帮助科学家们引导组织发育替代人体内的受损器官。

　　加州大学旧金山分校颅面畸形系主任、颅面积间质生物学（CMB）项目负责人Ophir Klein 博士说：“科学家们早就知道，Bmi1是包括大脑、血液、肺和乳腺在内的许多组织成体干细胞的一个重要控制开关。Bmi1也是在癌细胞中再活化的一种致癌基因。”

　　Klein研究小组现在证实，BMI1发挥了另一种作用，确保了发育过程正常展开。

　　细胞不成熟，可以几乎无限地进行细胞分裂以补充自身的数量，可在它们定位的组织中生成能发挥功能的新特化细胞（这一过程称之为细胞分化），是所有干细胞的特征。

　　推到一个方向上，BMI1开关可促使正常干细胞分裂并补充自身的数量。置于另一个方向上，它可以抑制细胞增殖。而现在，Klein研究小组证实，BMI1还阻止了干细胞生成的子细胞，在错误的位置成熟为错误的特化细胞类型。

　　Klein说这一新研究发现表明，操控BMI1以及其他的调控分子，或有一天成为开启和关闭特定的细胞发育的分子处方中的关键步骤，从而生成新的细胞疗法修复外伤、疾病或衰老造成的组织损失。

　　Klein说，在诸如癌症等病理条件下思考BMI1的双重作用也相当的有趣。越来越多的证据表明，许多的癌症是由异常行为的成体干细胞或是异常获得干细胞样特性的细胞所驱动。一些癌症研究人员认为，如果能够使这些癌细胞在分裂时，变为特化细胞而非干细胞，或许能够减慢肿瘤生长。Klein提出，在癌症干细胞中失活BMI1有可能是一种策略。

　　这项研究是针对小鼠大切牙中的成体干细胞所开展，Klein研究小组将研究结果发表在7月的《自然细胞生物学》（Nature Cell Biology）杂志上。

　　Klein针对牙齿、肠和其他组织展开研究，了解在这些器官中干细胞调控的生物学和分子机制。在这些研究中获得的新知识进一步刺激了他的特殊研究兴趣：寻找新的途径来生成替代组织，治疗诸如克罗恩病和颅面畸形等疾病，以及生长出新牙。

　　不同于任何的人类牙齿，小鼠的切牙可以持续地生长，Klein认为这是干细胞研究的一个有吸引力的焦点。“这里有一个大的干细胞群，可以很容易地追踪干细胞生成子细胞的途径，”他说。在人类生命的早期，有一些干细胞同样驱动了牙齿发育，但在幼童时期我们的恒牙完全形成之后它们就变得没有活性。

　　在当前的研究中，博士后研究人员Brian Biehs和Jimmy Hu博士，确定了在小鼠生长切牙的底部有一群成体干细胞，这些细胞具有活性BMI1。他们证实，BMI1可以抑制一组称为Hox的基因，当Hox基因激活时，可以触发特异细胞类型和机体结构的发育。研究人员证实在小鼠切牙中，BMI1在干细胞中的活性维持了它们的干细胞命运，通过抑制Hox基因表达阻止了不适当的细胞分化。

　　KlKlein和同事们打算利用小鼠切牙，继续探索干细胞通过接收来自周围细胞的信号塑造自身及其行为的机制。

　　“我们可利用这一新认识从根本上了解细胞分化调控机制，这或许可以帮助我们操控干细胞，让它们去做我们想它们做的事情，”Klein说。