是什么讓一個(gè)干細(xì)胞成為了一個(gè)干細(xì)胞,？這個(gè)問(wèn)題看起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單,，但是在我們知道了干細(xì)胞一大堆潛能的同時(shí),，卻還不知道賦予這些細(xì)胞“超能力”的分子過(guò)程,。
現(xiàn)在,，研究胚胎干細(xì)胞的Witehead生物醫(yī)學(xué)研究院的研究人員破解了負(fù)責(zé)讓這些細(xì)胞能夠變成身體的任何一種細(xì)胞類(lèi)型的能力的過(guò)程,。這項(xiàng)研究的結(jié)果刊登在9月8日的Cell雜志的網(wǎng)絡(luò)版上,。這些細(xì)胞被連著線(xiàn)，因此能夠變成身體中幾乎所有類(lèi)型的細(xì)胞,。新的研究發(fā)現(xiàn)了這些細(xì)胞的連線(xiàn)圖的一個(gè)關(guān)鍵部分并描述了這個(gè)過(guò)程如何完成,。
當(dāng)胚胎長(zhǎng)到幾天大的時(shí)候，干細(xì)胞開(kāi)始分化成特殊的組織類(lèi)型,，并且這種全能性永遠(yuǎn)地喪失了,。但是，如果干細(xì)胞被萃取出來(lái),，研究人員就能使它們一直處于全能狀態(tài),，從而使它們處于一種細(xì)胞空白狀態(tài)（cellular blank slate）。接著，在治療應(yīng)用中,，這些細(xì)胞被誘導(dǎo)分化成肝臟或者大腦組織,。但是，為了引導(dǎo)它們有效脫離全能狀態(tài),，人們需要知道到底是什么使它們處于全能狀態(tài),。
Whitehead實(shí)驗(yàn)室的Young、Rudolf Jaenisch,、David Gifford和Douglas Melton研究了三種對(duì)干細(xì)胞至關(guān)重要的蛋白質(zhì),。這些分別稱(chēng)為Oct4、Sox2和Nanog的蛋白是轉(zhuǎn)錄因子,。
已經(jīng)知道,，這些蛋白在維持干細(xì)胞特性中起到重要的作用。如果它們失靈,，干細(xì)胞就會(huì)立刻開(kāi)始分化并因此不再是干細(xì)胞了,。但是，在這之前,，研究人員并不知道這些蛋白是如何通知干細(xì)胞的,。
利用一種芯片技術(shù)，Boyer和同事分析了一個(gè)人類(lèi)胚胎干細(xì)胞的整個(gè)基因組并確定出受這三種轉(zhuǎn)錄因子調(diào)節(jié)的基因,。研究組發(fā)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)錄因子不但能活化對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)很關(guān)鍵的基因,，而且還抑制一些胚胎發(fā)育所必須的關(guān)鍵基因。
這套被抑制的關(guān)鍵基因產(chǎn)生負(fù)責(zé)活化產(chǎn)生不同特化細(xì)胞和組織所需的整個(gè)基因網(wǎng)絡(luò)的其他轉(zhuǎn)錄因子,。因此，Oct4,、Sox2和Nanog是主控調(diào)節(jié)因子,，能夠沉默用于產(chǎn)生下一代細(xì)胞的基因。當(dāng)Oct4,、Sox2和Nanog在胚胎開(kāi)始發(fā)育時(shí)被失活,，這些網(wǎng)絡(luò)就會(huì)恢復(fù)生機(jī)，并且這個(gè)干細(xì)胞也終結(jié)了它的干細(xì)胞狀態(tài),。
這項(xiàng)新的研究提供了人類(lèi)胚胎干細(xì)胞調(diào)節(jié)線(xiàn)路的首個(gè)連線(xiàn)圖,，并因此為我們提供了進(jìn)一步了解人類(lèi)發(fā)育如何被調(diào)節(jié)的一個(gè)框架。此外,，這些發(fā)現(xiàn)也為了解修改胚胎干細(xì)胞的這個(gè)環(huán)路以修復(fù)受損或患病細(xì)胞的途徑奠定了基礎(chǔ),。Whitehead 成員Richard Young這樣評(píng)價(jià)這一研究成果：“這個(gè)發(fā)現(xiàn)提供了我們?nèi)绾握{(diào)節(jié)干細(xì)胞的分化回路以便將來(lái)用于修復(fù)損傷的或病態(tài)的細(xì)胞，也為退行性病變提供可靠的細(xì)胞來(lái)源" .
原文：
Core Transcriptional Regulatory Circuitry in Human Embryonic Stem Cells
Boyer et al.
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