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《Nature》两篇文章报道多能干细胞研究的代价!

生物通  · 公众号  ·  · 2017-07-30 11:08

正文

天生几乎能分化成任何细胞的“超级细胞”仅 限于极早期 胚胎中的卵子、精子和原始干细胞。最近《 Nature 》杂志报道了几项研究证明,体外维持细胞的多能性状态需要付出代价。


早至胚胎发育时期 ,造就胎儿的那些细胞紧紧地靠在一起,由它们所组成的结构被称为内细胞团( inner cell mas ),而这些细胞则被称作多能干细胞( pluripotent stem cells PSCs )。


天然多能性阶段( pluripotent state )持续时间很短,在小鼠体内仅持续几个小时。而在体外,细胞的这种状态却能维持几周甚至几个月。

幼稚多能性( naive pluripotency )是最原始的多潜能状态,在这种状态下 PSCs 免受体内激酶刺激。为了探索 PSCs 内部运作,创造能取代疾病细胞的健康细胞,科学家们让细胞稳定在多能性阶段的实验条件已使用多年,其中就包括 2i 系统(二抑制法),采用两种小分子激酶抑制剂处理 PCSs ,一种抑制 MEK1 MEK2 激酶,另一种抑制 GSK3 激酶。

PCSs 自我更新和分化信号通路

然而,人工扩展多能性阶段的效果如何呢?近日,两篇《 Nature 》文章报道,某些体外条件可引起小鼠 PSCs 发生深层次变化!

Choi Yagi 等人发现阻止幼稚 PSCs 自然进程,哪怕仅培养几个星期都会影响基因表达。其中一种作用方式是通过激活特定基因,同时,其他基因的 DNA 增加额外甲基化基团使它们转录沉默。


维持多能性的长期影响

不同细胞类型,乃至幼稚细胞的 DNA 甲基化模式一般可以预见。然而, 2i 处理过的细胞的一些遗传特征甲基化模式出现缺损,包括重复 DNA 序列或基因的甲基化调节。甲基化信息的缺损直接导致某些本应该表达沉默的基因的异常表达。

很多发育障碍都与基因错误表达有关。







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