維持干細胞特能的關鍵蛋白

　　近日，美國科學家在《細胞干細胞》雜志上撰文指出，在老鼠身上進行的研究表明，Mof蛋白在保護干細胞的“干性”(幫助干細胞閱讀和使用自己的DNA)方面起關鍵作用。最新研究對于發揮干細胞治療疾病的潛力至關重要。

　　干細胞可以變成身體內的任何細胞，但干細胞如何保存這種能力以及如何“決定”放棄這種狀態并變成特定的細胞這兩個問題一直困擾著科學家。成功解答這兩個問題，將會大大拓展我們利用干細胞治療疾病的能力。現在，密歇根大學病理學和生物化學副教授竇亞麗(音譯)領導的研究團隊發現，Mof蛋白是回答這兩個問題的關鍵。

　　竇亞麗團隊集中研究了當DNA纏繞在被稱作組蛋白的微小線軸上時給DNA添加臨時標記的一些遺傳因子。他們發現，為了讀取DNA，細胞不得不讓它從這些線軸上一點點地解開，以使得基因閱讀機制能接觸到遺傳代碼并進行轉錄。這種由Mof蛋白添加的臨時標簽可以像微小的分子信標一樣發揮作用，將該閱讀機制引導至合適的位置。

　　竇亞麗表示：“簡而言之，Mof蛋白調控核心轉錄機制，沒有它，干細胞會變得名不副實。細胞內有很多這種組蛋白乙酰轉移酶，但只有Mof蛋白在未分化的細胞內發揮著重要作用。另外，Mof蛋白也使細胞能決定它想閱讀哪個基因，沒有它，胚胎干細胞會失去自我更新能力并開始分化。”

　　最新發現對誘導多能干細胞(iPS細胞)的研究也具有重要作用。iPS細胞在治療疾病方面大有潛力，因為它能利用源自病人自身組織的干細胞來治療疾病。但目前利用成體組織制造iPS細胞時，會用到致癌基因，這一點讓病人和醫生望而卻步。竇亞麗表示，進一步研究Mof蛋白或許會使人們無需使用這種潛在有害的方法。

　　接下來，他們將集中研究Mof蛋白如何對名為染色質的DNA結構進行標記以便讓基因組的DNA片段容易被接觸到。科學家們已經發現，在干細胞中，很多DNA區域都是開放的，這可能因為干細胞需要使用自己的DNA來制造很多阻止它們分化的蛋白。一旦干細胞開始分化或變成某種特定類型的細胞，某些DNA 片段會關閉且無法接觸。已有很多科研團隊對這種“選擇性沉默”過程和導致干細胞只需讀取某些基因就開始分化的遺傳因子進行了研究，但很少有人研究促進廣泛的DNA轉錄來維持干細胞的干性。

　　竇亞麗表示：“Mof蛋白為需要保持開放的地方做了標記，并讓干細胞能變成任何細胞的潛力得以保存。”由于編碼Mof蛋白的基因在果蠅和小鼠中擁有相同的序列，因此，Mof蛋白可能在很多物種中發揮著至關重要的作用。

　　專家評點：

　　中國醫學科學院血液病醫院、國家干細胞工程技術研究中心主任韓忠朝：

　　干細胞是具有自我更新和多向分化能力的細胞。干細胞的這種特能或“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細胞，以滿足機體的需求。但干細胞如何保存這種能力以及如何決定分化成特定的細胞一直是干細胞領域科學家探索的科學問題。最近，密歇根大學病理學和生物化學副教授竇亞麗(音譯)領導的中美科學家團隊，在《細胞干細胞》雜志上發表的在老鼠身上進行的研究的結果表明組蛋白乙酰轉移酶Mof蛋白在保護干細胞的“干性”方面起關鍵作用。

　　研究團隊發現，敲除Mof基因的胚胎干細胞喪失了其特征性的細胞形態、堿性磷酸酶陽性染色和多向分化潛能。干細胞所特有的轉錄因子如Nanog、 Oct4和Sox2表達明顯異常。進一步的深入研究發現，Mof實質是調控胚胎干細胞核心轉錄機制的蛋白分子。Mof使細胞能決定它想閱讀哪個基因，胚胎干細胞會失去自我更新能力并開始分化。

　　在干細胞中，很多DNA區域都是開放的，這是因為干細胞需要使用自己的DNA來制造可以阻止分化的蛋白。一旦干細胞開始分化或變成某種特定類型的細胞，某些DNA片段會關閉且無法接觸。科學界對這種“選擇性沉默”過程和導致干細胞只需讀取某些基因就開始分化的遺傳因子進行了許多研究，但很少有人研究促進廣泛的DNA轉錄來維持干細胞的干性。Mof蛋白為需要保持開放的地方做了標記，并讓干細胞能變成任何細胞的“干性”得以保存。

　　干細胞技術已經進入臨床應用階段，其中來自成體骨髓、外周血和臍帶血的造血干細胞已廣泛在臨床上使用，源自胎盤、臍帶和脂肪組織的間充質干細胞現在全球范圍中開展臨床試驗，一些干細胞制劑已經批準成藥品。一些由胚胎干細胞分化的細胞制劑也在嚴重眼病和神經損傷性疾病患者中進行臨床試驗。近年興起的誘導多能干細胞(iPS細胞)因能利用源自病人自身的干細胞來治療疾病，在治療疾病方面似乎大有潛力，目前也嘗試步入臨床試驗，但目前利用成體組織制造 iPS細胞時，會用到致癌基因，這一點讓病人和醫生望而卻步。

　　無論哪種干細胞在臨床應用上都必須解決干細胞數量、純度、活性和基因穩定性等問題。進一步研究Mof蛋白或許會幫助人們找到合適的干細胞擴增技術，使干細胞數能達到需求;發現優化的定向分化技術，使胚胎干細胞和iPS細胞能按需分化;促進干細胞的基因穩定，避免使用這種潛在有害的干細胞技術。