维持干细胞特能的关键蛋白

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　　据媒体报道，近日，美国科学家在《细胞干细胞》杂志上撰文指出，在老鼠身上进行的研究表明，Mof蛋白在保护干细胞的“干性”（帮助干细胞阅读和使用自己的DNA）方面起关键作用。最新研究对于发挥干细胞治疗疾病的潜力至关重要。

　　干细胞可以变成身体内的任何细胞，但干细胞如何保存这种能力以及如何“决定”放弃这种状态并变成特定的细胞这两个问题一直困扰着科学家。成功解答这两个问题，将会大大拓展我们利用干细胞治疗疾病的能力。现在，密歇根大学病理学和生物化学副教授窦亚丽（音译）领导的研究团队发现，Mof蛋白是回答这两个问题的关键。

　　窦亚丽团队集中研究了当DNA缠绕在被称作组蛋白的微小线轴上时给DNA添加临时标记的一些遗传因子。他们发现，为了读取DNA，细胞不得不让它从这些线轴上一点点地解开，以使得基因阅读机制能接触到遗传代码并进行转录。这种由Mof蛋白添加的临时标签可以像微小的分子信标一样发挥作用，将该阅读机制引导至合适的位置。

　　窦亚丽表示：“简而言之，Mof蛋白调控核心转录机制，没有它，干细胞会变得名不副实。细胞内有很多这种组蛋白乙酰转移酶，但只有Mof蛋白在未分化的细胞内发挥着重要作用。另外，Mof蛋白也使细胞能决定它想阅读哪个基因，没有它，胚胎干细胞会失去自我更新能力并开始分化。”

　　最新发现对诱导多能干细胞（iPS细胞）的研究也具有重要作用。iPS细胞在治疗疾病方面大有潜力，因为它能利用源自病人自身组织的干细胞来治疗疾病。但目前利用成体组织制造iPS细胞时，会用到致癌基因，这一点让病人和医生望而却步。窦亚丽表示，进一步研究Mof蛋白或许会使人们无需使用这种潜在有害的方法。

　　接下来，他们将集中研究Mof蛋白如何对名为染色质的DNA结构进行标记以便让基因组的DNA片段容易被接触到。科学家们已经发现，在干细胞中，很多DNA区域都是开放的，这可能因为干细胞需要使用自己的DNA来制造很多阻止它们分化的蛋白。一旦干细胞开始分化或变成某种特定类型的细胞，某些DNA片段会关闭且无法接触。已有很多科研团队对这种“选择性沉默”过程和导致干细胞只需读取某些基因就开始分化的遗传因子进行了研究，但很少有人研究促进广泛的DNA转录来维持干细胞的干性。

　　窦亚丽表示：“Mof蛋白为需要保持开放的地方做了标记，并让干细胞能变成任何细胞的潜力得以保存。”由于编码Mof蛋白的基因在果蝇和小鼠中拥有相同的序列，因此，Mof蛋白可能在很多物种中发挥着至关重要的作用。

　　专家评点：

　　中国医学科学院血液病医院、国家干细胞工程技术研究中心主任韩忠朝：

　　干细胞是具有自我更新和多向分化能力的细胞。干细胞的这种特能或“干性”使其能在外界刺激下迅速分裂增殖并分化成特定的成熟细胞，以满足机体的需求。但干细胞如何保存这种能力以及如何决定分化成特定的细胞一直是干细胞领域科学家探索的科学问题。最近，密歇根大学病理学和生物化学副教授窦亚丽（音译）领导的中美科学家团队，在《细胞干细胞》杂志上发表的在老鼠身上进行的研究的结果表明组蛋白乙酰转移酶Mof蛋白在保护干细胞的“干性”方面起关键作用。

　　研究团队发现，敲除Mof基因的胚胎干细胞丧失了其特征性的细胞形态、碱性磷酸酶阳性染色和多向分化潜能。干细胞所特有的转录因子如Nanog、Oct4和Sox2表达明显异常。进一步的深入研究发现，Mof实质是调控胚胎干细胞核心转录机制的蛋白分子。Mof使细胞能决定它想阅读哪个基因，胚胎干细胞会失去自我更新能力并开始分化。

　　在干细胞中，很多DNA区域都是开放的，这是因为干细胞需要使用自己的DNA来制造可以阻止分化的蛋白。一旦干细胞开始分化或变成某种特定类型的细胞，某些DNA片段会关闭且无法接触。科学界对这种“选择性沉默”过程和导致干细胞只需读取某些基因就开始分化的遗传因子进行了许多研究，但很少有人研究促进广泛的DNA转录来维持干细胞的干性。Mof蛋白为需要保持开放的地方做了标记，并让干细胞能变成任何细胞的“干性”得以保存。

　　干细胞技术已经进入临床应用阶段，其中来自成体骨髓、外周血和脐带血的造血干细胞已广泛在临床上使用，源自胎盘、脐带和脂肪组织的间充质干细胞现在全球范围中开展临床试验，一些干细胞制剂已经批准成药品。一些由胚胎干细胞分化的细胞制剂也在严重眼病和神经损伤性疾病患者中进行临床试验。近年兴起的诱导多能干细胞（iPS细胞）因能利用源自病人自身的干细胞来治疗疾病，在治疗疾病方面似乎大有潜力，目前也尝试步入临床试验，但目前利用成体组织制造iPS细胞时，会用到致癌基因，这一点让病人和医生望而却步。

　　无论哪种干细胞在临床应用上都必须解决干细胞数量、纯度、活性和基因稳定性等问题。进一步研究Mof蛋白或许会帮助人们找到合适的干细胞扩增技术，使干细胞数能达到需求；发现优化的定向分化技术，使胚胎干细胞和iPS细胞能按需分化；促进干细胞的基因稳定，避免使用这种潜在有害的干细胞技术。

　　《中国科学报》 (2012-09-04 B2 生物)