蛋白因子間的競爭性結合調控干細胞自我更新和分化新機制

　　干細胞一直是世界各國學術界研究的熱點，近日中科院生物物理所唐宏研究組潘磊副研究員和美國解亭教授實驗室的合作在《Nature》雜志在線發表了題為“Protein competition switches the function of COP9 from self-renewal to differentiation”的論文，文章揭示了蛋白因子之間的競爭性結合調控干細胞自我更新和分化的新機制。

　　干細胞在發育過程中主要經歷兩種命運抉擇：一是自我更新的增殖過程；一是轉變為功能性子代細胞的分化過程。如何精確的調控干細胞在適當的發育階段行使正確的命運選擇一直是干細胞研究領域所關注的重點問題。既要保證干細胞為機體提供源源不斷的具有功能的子代分化細胞；又要保證干細胞在其微環境中存有足夠的儲備。同時，既要防止干細胞過度分化所造成的干細胞儲備庫的枯竭；又要避免干細胞過分增殖所引發的腫瘤樣結構。因此，深入的了解如何平衡干細胞自我更新-分化之間的轉變對于人們掌握干細胞的調控機制乃至更好的利用干細胞的醫療價值有著重要的意義。

　　潘磊等人發現發現干細胞自身調節因子和來源于微環境的信號因子共同控制著干細胞的發育命運。不像多數的微環境信號因子具有一定的影響范圍，很多干細胞自身調節因子廣泛的分布在干細胞和其后續分化的子代細胞中。這不禁就產生了一個有趣的問題，這些廣泛表達的調節因子是如何轉變其在干細胞中的維持更新能力到子代細胞中的促分化能力的？研究人員選用果蠅的卵巢種系干細胞作為研究模型，結合遺傳學，生物化學和細胞生物學等多種研究手段，提出了一種調控干細胞的新機制。在干細胞中，Csn4因子作為COP9復合物的一份子維持干細胞的自我更新；而在分化的子代在細胞中，大量表達的促分化因子Bam通過競爭性募集Csn4，從而轉變其他的Csn蛋白組分發揮促進分化的功能。同時，余下的Bam將進一步和另一個蛋白因子Bgcn結合形成促進干細胞分化的復合體，并抑制自我更新因子的表達。這種通過調節因子之間的競爭性結合從而轉變功能的機制可能很好的解釋了在多種干細胞體系中雖然干細胞和其子代擁有共同的調節因子但卻擁有不同命運的現象。