是什么讓一個干細(xì)胞成為了一個干細(xì)胞,？這個問題看起來似乎很簡單,，但是在我們知道了干細(xì)胞一大堆潛能的同時,，卻還不知道賦予這些細(xì)胞“超能力”的分子過程。
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)胞類型的能力的過程,。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,，因此能夠變成身體中幾乎所有類型的細(xì)胞,。新的研究發(fā)現(xiàn)了這些細(xì)胞的連線圖的一個關(guān)鍵部分并描述了這個過程如何完成。
當(dāng)胚胎長到幾天大的時候,，干細(xì)胞開始分化成特殊的組織類型,，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,，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研究了三種對干細(xì)胞至關(guān)重要的蛋白質(zhì),。這些分別稱為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)胞就會立刻開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和同事分析了一個人類胚胎干細(xì)胞的整個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細(xì)胞生長很關(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在胚胎開始發(fā)育時被失活,，這些網(wǎng)絡(luò)就會恢復(fù)生機(jī)，并且這個干細(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胚胎干細(xì)胞調(diào)節(jié)線路的首個連線圖,，并因此為我們提供了進(jìn)一步了解人類發(fā)育如何被調(diào)節(jié)的一個框架。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這樣評價這一研究成果：“這個發(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)胞來源" .
原文：
Core Transcriptional Regulatory Circuitry in Human Embryonic Stem Cells
Boyer et al.
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