干細(xì)胞是如何維持其轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)體內(nèi)任何細(xì)胞類型的能力的?它們又是如何“決定”放棄那樣神奇的狀態(tài)，開始啟動分化的?如果研究人員能夠解答這些問題，我們利用干細(xì)胞來治療疾病的能力將有可能取得大的突破。現(xiàn)在，來自密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一個研究小組發(fā)布了一項關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)，有可能將這一目標(biāo)變?yōu)楝F(xiàn)實。

在新一期的雜志《細(xì)胞干細(xì)胞》(Cell Stem Cell)上，密歇根大學(xué)病理學(xué)和生物化學(xué)系副教授竇亞麗博士和她的研究小組揭示了一種稱作Mof的蛋白在維持干細(xì)胞干性(stem-ness)方面起至關(guān)重要的作用，并啟動小鼠中的干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榱颂鼗?xì)胞。

她們的研究結(jié)果表明Mof在干細(xì)胞的“表觀遺傳”中起關(guān)鍵作用，從而幫助干細(xì)胞讀取和利用了它們的DNA。干細(xì)胞研究中的一個關(guān)鍵問題是什么將干細(xì)胞維持在了一種青春的狀態(tài)中，并隨后允許它們開始“成長”成為一種特異的組織類型?

竇亞麗博士多年來從事Mof研究，對于Mof在干細(xì)胞生物學(xué)中的錯綜復(fù)雜性感到困惑不解。

她的她的研究團(tuán)隊將焦點放在了當(dāng)DNA纏繞組蛋白時往DNA上添加臨時標(biāo)簽的因子上面。為了讀取它們的DNA，細(xì)胞必須將DNA從這些組蛋白上松開一點，使得基因閱讀裝置能夠接近遺傳密碼，從而轉(zhuǎn)錄它。由Mof添加的臨時標(biāo)簽充當(dāng)了小指示標(biāo)，引導(dǎo)“閱讀”裝置到達(dá)正確的位點。

竇亞麗博士說：“簡而言之，Mof調(diào)控了核心轉(zhuǎn)錄機(jī)制，沒有它細(xì)胞就不會是干細(xì)胞。細(xì)胞中存在著許多稱為組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶的蛋白，但只有MOF在未分化細(xì)胞中是重要的。”

竇亞麗和她的研究小組曾經(jīng)發(fā)布過另一個與DNA轉(zhuǎn)錄相關(guān)的蛋白WDR5，證實其添加的標(biāo)簽對于轉(zhuǎn)錄過程其重要。但Mof似乎是控制了實際上促使細(xì)胞決定哪些基因需要讀取(對干性至關(guān)重要的一個功能)的這一過程。“沒有Mof，胚胎干細(xì)胞會喪失它們的自我更新能力，開始分化，”她解釋說。

新研究結(jié)果有可能對于研究誘導(dǎo)多能干細(xì)胞尤其重要，這種類型的干細(xì)胞并非來自于胚胎，而是由成人組織生成。

誘導(dǎo)多能干細(xì)胞研究為疾病治療帶來了大的希望，它有可能讓患者實現(xiàn)利用來自自身組織生成的干細(xì)胞治療疾病。然而當(dāng)前從組織生成IPSCs的方法涉及一個利用致癌基因的過程，這一步有可能導(dǎo)致醫(yī)生和患者停滯不前。

竇亞麗說對Mof開展進(jìn)一步的研究使停止使用這種潛在有害的方法成為可能。但這還需要更深入的研究。

她們將把研究側(cè)重在Mof標(biāo)記稱為染色質(zhì)的DNA結(jié)構(gòu)使部分基因組維持在易接近狀態(tài)的機(jī)制上。在干細(xì)胞中，科學(xué)家們已經(jīng)證實DNA的許多區(qū)域保持易接近的開放狀態(tài)——有可能是因為干細(xì)胞需要利用它們的DNA生成許多讓它們免于“成長”的蛋白。

一旦干細(xì)胞開始分化，或成為某種特化的細(xì)胞類型，部分的DNA就會關(guān)閉，變得不可接近。許多的科學(xué)研究小組研究了這一“選擇性沉默”，以及導(dǎo)致細(xì)胞只閱讀某些基因啟動特化的因子。但很少有人關(guān)注促進(jìn)廣泛的DNA轉(zhuǎn)錄維持干性的因子。

“Mof標(biāo)記了需要保持開放的區(qū)域，維持了干細(xì)胞能夠變成所有細(xì)胞類型的潛能，”竇亞麗解釋道。生成Mof的基因在果蠅和小鼠中都具有相同的序列，這一事實表明它在許多物種中起至關(guān)重要的作用。

竇亞麗博士分析說：“考量干細(xì)胞，自我更新和干細(xì)胞分化是干洗吧強(qiáng)大的兩個方面。人們給予干細(xì)胞治療上的分化高關(guān)注，實際上干細(xì)胞自身也具魅力，迄今為止，Mof蛋白是揭示維持胚胎干細(xì)胞干性的組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶。