美國凱斯西儲大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了多能干細(xì)胞分化的關(guān)鍵推手，這一突破性成果為干細(xì)胞的臨床應(yīng)用提供了寶貴的新線索，文章于六月五日發(fā)表在Cell旗下的Cell Stem Cell雜志上。

多能干細(xì)胞能夠分化成為多種不同的細(xì)胞類型，具有修復(fù)機(jī)體損傷治療疾病的巨大潛力。這項(xiàng)研究的兩位資深作者，凱斯西儲大學(xué)的助理教授Paul Tesar和副教授Peter Scacheri將干細(xì)胞生物學(xué)與基因組學(xué)技術(shù)結(jié)合起來，對兩種密切相關(guān)的干細(xì)胞進(jìn)行了表觀基因組比較。他們發(fā)現(xiàn)了一類新型的遺傳學(xué)開關(guān)，并將其稱為Seed增強(qiáng)子。

胚胎干細(xì)胞和外胚層干細(xì)胞關(guān)系緊密，它們代表著發(fā)育的最早階段，其中外胚層干細(xì)胞是Tesar于2007年首次分離到的。“這兩種干細(xì)胞讓我們可以深入研究哺乳動物發(fā)育的最初階段，”文章的共同第一作者Daniel Factor說。

“干細(xì)胞能夠再生組織，在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注，”文章的另一位第一作者Olivia Corradin說。“但我們必須先理解這些細(xì)胞生成不同組織的具體機(jī)制。”

增強(qiáng)子是控制附近基因表達(dá)的DNA片段，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)的Seed增強(qiáng)子非常獨(dú)特。絕大多數(shù)增強(qiáng)子只在特定的時(shí)間地點(diǎn)激活，而Seed增強(qiáng)子從出生前到成年后能一直發(fā)揮作用。

Seed增強(qiáng)子在早期的小鼠胚胎干細(xì)胞中處于休眠狀態(tài)。但在更成熟一些的外胚層干細(xì)胞中，Seed增強(qiáng)子成為了相關(guān)基因的主要增強(qiáng)子。這些細(xì)胞會進(jìn)一步發(fā)育，生成功能性的成熟組織，此時(shí)Seed增強(qiáng)子也成長為超級增強(qiáng)子。超級增強(qiáng)子是含有多個(gè)增強(qiáng)子的大區(qū)域，在各種細(xì)胞中控制著那些最重要的基因。

“Seed增強(qiáng)子將廣泛影響我們對發(fā)育和疾病的理解，”凱斯西儲大學(xué)國家再生醫(yī)學(xué)中心的主管Stanton Gerson教授說。“這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)無疑會大大推動干細(xì)胞在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的臨床應(yīng)用。”

“下一步我們希望了解，Seed增強(qiáng)子的調(diào)控錯(cuò)誤是否在人類疾病中起作用，”Tesar說。“Seed增強(qiáng)子控制的基因都很強(qiáng)大，它們發(fā)生異常很可能會導(dǎo)致心臟病或神經(jīng)退行性疾病。”

有研究表明增強(qiáng)子中的改變可能引發(fā)癌癥，因此研究人員也將深入探討Seed增強(qiáng)子與癌癥發(fā)展是否有關(guān)。