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干细胞中的第一个事件成为器官发育所需的特化细胞

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-01-01浏览次数:1968

多伦多大学(U of T)细胞生物学家的最新研究为干细胞进入构成器官的特殊细胞的第一步提供了重要的新见解。

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这项研究结果发表在《基因与发育》网站上,表明蛋白质在细胞中的悬浮能力它们的稳定性是控制干细胞状态和决定是保留干细胞还是将其转化为专门细胞的关键因素。

干细胞受蛋白质网络的调节,维持其成为任何类型细胞的能力,这种能力被称为多能性。这些被称为转录因子的蛋白质是由生物体DNA中的基因产生的,这些基因调节着细胞决定是否开始发育的过程。新发现突出了KLF4的作用,它是使干细胞独特的转录因子之一。

这一发现是偶然的,因为研究人员开始研究KLF4基因在转录过程中是如何调控的,但很快就把注意力转向了KLF4蛋白。

“许多以前的研究都集中在基因上,因为干细胞注定要制造特定的器官,”主要作者Navroop Dhaliwal说,他最近在细胞和系统生物学系获得博士学位,Jennifer Mitchell教授。美国文理学院的T。”我们的工作在这个过程的早期暴露了基因表达减少90%不会影响蛋白质的产生。当我们第一次看到结果时,这是一个非常令人惊讶的发现。“”“

研究人员发现,KLF4蛋白在一天之后24小时仍保持功能,特别令人惊讶的是,转录因子在细胞中通常只持续2到3小时。

当他们观察干细胞如何分化并退出干细胞状态时,他们发现KLF4在此过程中变得不稳定,并且通过防止这种分解,细胞无法分化。

“我们发现KLF4蛋白非常稳定并将细胞锁定在干细胞状态,”Dhaliwal说。然而,“打破它,释放干细胞专门化,最终成为身体的不同器官。”

Dhaliwal和她的同事说,这些发现表明KLF4蛋白的不稳定是干细胞成为成熟生物中数百种特定细胞类型中任何一种的关键步骤。

“这些发现对于再生医学很重要,因为建立新器官需要详细了解干细胞如何退出其未成熟状态,”多伦多儿童医院博士后研究员Dhaliwal说。 “了解这一点,我们现在可以开发更有效的方法来生产患者特异性干细胞,并将这些细胞分化为更成熟的细胞,这将是我博士后工作的重点。”

除了在干细胞中的作用外,KLF4还参与了许多癌症。研究人员提出,这里揭示的机制可能揭示了它们在乳腺癌,鳞状细胞癌和胃肠癌发展中的作用。

“我们提供的数据突出了研究转录控制和影响蛋白质丰度的机制的重要性,”米切尔说。 “随着越来越多的工作转向单细胞RNA测序等技术转向基因表达,这些机制是及时和具体的,这些技术并没有揭示我们发现的机制。”