如何把肺臟的細胞長成腸道細胞?
科學家發(fā)現(xiàn)了新的細胞機制,能夠讓原本該形成肺細胞的先驅(qū)細胞分化為腸細胞。
長久以來,科學家對于干細胞的研究不遺余力,,因為干細胞具備分化為任何種類的細胞的潛力,若能夠了解干細胞的分化機制,,勢必可以對許多組織培養(yǎng)或其它相關領域的研究帶來莫大的幫助,。隨著最近相關的研究如維持造血干細胞年輕活性的蛋白質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、肝臟前驅(qū)細胞具有分化成胰島細胞的能力的發(fā)現(xiàn)甚至是神經(jīng)細胞可以記憶其由前驅(qū)細胞即神經(jīng)母細胞分化出來的順序,,從而決定其而后的分化命運與組織配置情形的發(fā)現(xiàn)等研究結(jié)果陸續(xù)出爐外,,最近又有科學家提出了新的研究成果:肺部前驅(qū)細胞可透過細胞機制的改變而分化為腸細胞。
杜克大學醫(yī)學中心的Brigid Hogan和Tadashi Okubo發(fā)現(xiàn),,透過人工方式持續(xù)活化肺部先驅(qū)細胞內(nèi)的β-catenin信號蛋白,,可以高度刺激Wnt訊息傳導路徑的表現(xiàn),使細胞最后反而分化為腸細胞,。他們以基因轉(zhuǎn)殖鼠來做為研究題材,,結(jié)果顯示轉(zhuǎn)殖鼠肺的外部雖然發(fā)育正常,但內(nèi)部原本該有的支氣管的相關構(gòu)造卻似乎發(fā)育為腸細胞表面的構(gòu)造,。透過微數(shù)組(microarray)對這些細胞進行分析,,發(fā)現(xiàn)到這些細胞不但幾乎沒有表現(xiàn)原肺細胞該表現(xiàn)出的基因功能,反而主要表現(xiàn)腸細胞該表現(xiàn)出的基因功能,,尤其是只有在腸腺腺窩內(nèi)才會被發(fā)現(xiàn)到的帕內(nèi)特氏細胞(Paneth cells)的基因功能,,另外還發(fā)現(xiàn)到平常在正常肺細胞內(nèi)不會產(chǎn)生的Atoh1轉(zhuǎn)錄因子的存在。
已知Wnt蛋白與腸道的發(fā)育過程有關,,現(xiàn)在在肺部的發(fā)育過程中發(fā)現(xiàn)了Wnt的存在,,這意味著Wnt也參與了肺的發(fā)育過程,這樣的情形也發(fā)生在食道表皮細胞上,,同樣能透過這個機制將細胞分化為腸道細胞,。科學家因此推測,,透過這個機制的相關研究他們將可能可以將成人干細胞轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N他們所需要的細胞,相信這可以為研究人員透過成人干細胞來進行治療的過程帶來不少助益,。
這項新發(fā)現(xiàn)已刊登于《生物學期刊》(Journal of Biology)上,。
原文:
T Okubo and BLM Hogan. Hyperactive Wnt signaling changes developmental potential of embryonic lung endoderm. Journal of Biology 2004, 3:11