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西班牙科学家在细胞重编程领域迈出关键一步

2014-05-09 08:29 未提供 未提供 阅读 0
核心摘要: 西班牙巴塞罗那基因组调节中心(CRG)的研究人员发现,Wnt信号通路在体细胞重编程为诱导多能干细胞(iPS细胞)过程中起关键作用。通过抑制Wnt通路初期活性并激活末期活性,可显著提高重编程效率。该研究为再生医学提供了新见解,并揭示了Wnt通路在肿瘤中的潜在作用。

2012年,约翰·B·格登和山中伸弥因发现体细胞可被重编程为诱导多能干细胞(iPS细胞)而获得诺贝尔生理学或医学奖。iPS细胞与胚胎干细胞功能相似,对再生医学具有巨大潜力。然而,全球众多研究团队虽致力于探索这一过程,但对其机制仍未完全了解,且其安全性不足以直接用于细胞治疗。

如今,西班牙巴塞罗那基因组调节中心(CRG)的研究人员取得了重要进展:他们发现了Wnt信号通路在体细胞转化为iPS细胞过程中的关键作用。该研究发表于《干细胞报告》杂志。

“通常,转录因子被用于调控细胞重编程效率。我们发现,通过抑制Wnt信号通路,可以提高重编程效率,”研究参与者、玛丽亚·皮亚·卡斯马团队的Francesco Aulicino博士解释道。Wnt信号通路是一系列细胞内生化反应,在青蛙和蜥蜴的肢体再生中发挥作用。尽管人类和哺乳动物已失去这种再生能力,但Wnt通路在胚胎发育和细胞融合中仍至关重要。

为探究Wnt通路在重编程中的作用,研究人员监测了体细胞转化为iPS细胞全过程(通常持续两周)中Wnt信号的动态变化。他们发现,该通路存在两个关键阶段,且功能各异。“我们证明,在过程初期抑制Wnt通路,并在末期激活它,可提高重编程效率,获得更多多能干细胞,”文章作者之一、卡斯马团队成员的ILDA Theka表示。

为人工调控该通路,研究团队构建了一种名为Iwp2的化学分子,它是一种Wnt分泌抑制剂,不会永久性改变细胞,这优于其他研究中使用的因子。他们还发现,Wnt通路激活的精确时间至关重要:过早激活会导致细胞提前分化为神经元或内胚层细胞,从而无法进行重编程。

“这对细胞重编程领域是重要且创新的进步,因为目前该过程效率极低。许多团队试图理解体细胞转化为多能干细胞的机制,以及如何阻止这一过程。我们提供了关于这些过程为何发生的关键信息,”Theka说。这项工作为再生医学开辟了新道路,并揭示了Wnt通路在肿瘤细胞中的作用。其他实验室也在研究如何提高iPS细胞转化效率。

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