在鄰近細(xì)胞之間操作的復(fù)雜的“社會(huì)控制”系統(tǒng)允許胚胎保護(hù)其多能細(xì)胞群的純度，其能夠產(chǎn)生所有身體組織。該系統(tǒng)通過(guò)基于Myc基因的表達(dá)水平通過(guò)“細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)”介導(dǎo)的過(guò)程中消除過(guò)早開(kāi)始分化的細(xì)胞起作用。該控制系統(tǒng)對(duì)于哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育過(guò)程中的多能性是重要的，并且在Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares(CNIC)的研究人員中首次在發(fā)育細(xì)胞中描述。

當(dāng)哺乳動(dòng)物胚胎含有不超過(guò)幾十個(gè)細(xì)胞時(shí)，這些細(xì)胞中的一些具有分化成生物體的所有細(xì)胞類(lèi)型的能力。這種能力被稱(chēng)為多能性，研究負(fù)責(zé)人Miguel Torres博士解釋說(shuō)，在這些早期階段，胚胎必須在幾天內(nèi)保存和擴(kuò)增多能細(xì)胞群，以產(chǎn)生數(shù)千個(gè)多能細(xì)胞，足以產(chǎn)生新的個(gè)體。生物。在此過(guò)程中，細(xì)胞從幼稚狀態(tài)(更多能)進(jìn)入致敏狀態(tài)，在這種情況下細(xì)胞具有更大的分化傾向。

到目前為止，科學(xué)家還沒(méi)有辦法解釋為什么多能細(xì)胞數(shù)量的增加伴隨著大量這些相同細(xì)胞的自發(fā)死亡。眾所周知，鄰近的多能細(xì)胞比較它們的一種叫做Myc的因子水平，它可以控制細(xì)胞的生長(zhǎng)和增殖能力。Myc比鄰居少的細(xì)胞死于稱(chēng)為細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)的過(guò)程;然而，尚不清楚為什么胚胎中的多能細(xì)胞群包含具有不同Myc水平的細(xì)胞。

對(duì)于這項(xiàng)新研究，CNIC的一個(gè)多學(xué)科團(tuán)隊(duì)使用了多能細(xì)胞，其中Myc的水平通過(guò)熒光信號(hào)顯示出來(lái)。該團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了一種新穎的圖像分析工具，使他們可以拍攝多組活多能細(xì)胞。通過(guò)追蹤這些人群中Myc的水平，科學(xué)家們能夠觀察到哪些細(xì)胞在細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)中成為“失敗者”并死亡，哪些細(xì)胞成為“贏家”并生存。熒光信號(hào)還允許團(tuán)隊(duì)分離具有高或低Myc水平的細(xì)胞并研究它們的特征。托雷斯博士說(shuō)：“該研究表明，Myc的水平揭示了細(xì)胞的分化狀態(tài);具有更多Myc的細(xì)胞更天真，換句話說(shuō)更多是多能的，而具有更少M(fèi)yc的細(xì)胞則更多地引發(fā)或更多分化。”

這一發(fā)現(xiàn)意味著多能干細(xì)胞群不純，因?yàn)槌霈F(xiàn)了具有較低Myc水平的致敏細(xì)胞。有趣的是，當(dāng)細(xì)胞分裂時(shí)，子細(xì)胞顯示出非常強(qiáng)的趨勢(shì)，即保存Myc水平和母細(xì)胞的分化狀態(tài)。因此，當(dāng)研究小組阻止細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)分化細(xì)胞在多能干細(xì)胞群中積累。換句話說(shuō)，當(dāng)通過(guò)細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)無(wú)法消除引發(fā)的細(xì)胞時(shí)，多能干細(xì)胞群變得不那么純凈。

科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)了以下令人著迷的發(fā)現(xiàn)。一旦胚胎積累了足夠的多能細(xì)胞以產(chǎn)生新的個(gè)體，這些細(xì)胞就需要開(kāi)始分化。研究小組發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)階段，整個(gè)細(xì)胞群同時(shí)降低了Myc的水平，從而避免了細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的死亡并啟動(dòng)了一個(gè)協(xié)調(diào)的分化過(guò)程。第一作者CovadongaDíaz-Díaz及其同事得出的結(jié)論表明，基于相鄰細(xì)胞間差異Myc水平的細(xì)胞競(jìng)爭(zhēng)充當(dāng)“社會(huì)控制”系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)，胚胎通過(guò)消除開(kāi)始的細(xì)胞來(lái)保護(hù)多能干細(xì)胞群的純度。過(guò)早地區(qū)分。

據(jù)研究人員介紹，這些結(jié)果也揭示了Myc等基因的陰陽(yáng)作用。“Myc調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)和增殖的能力對(duì)于胚胎發(fā)育至關(guān)重要，但同樣的能力意味著成人細(xì)胞中過(guò)量的Myc表達(dá)是癌癥的主要原因之一。”