科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種更有效地創(chuàng)造特化細(xì)胞的方法
加州大學(xué)洛杉磯分校Eli和Edythe Broad再生醫(yī)學(xué)和干細(xì)胞研究中心的研究人員發(fā)現(xiàn),一種名為α-酮戊二酸的代謝分子有助于多能干細(xì)胞在成為成體器官和組織的過程中早期成熟。今天在線發(fā)表在“ 細(xì)胞代謝 ”雜志上的研究結(jié)果對(duì)于致力于針對(duì)多種疾病的干細(xì)胞療法的科學(xué)家來說非常有價(jià)值。
多能干細(xì)胞具有在體內(nèi)產(chǎn)生任何特化細(xì)胞的能力,例如皮膚,骨骼,血液或神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞 - 這一過程稱為分化。由于這種能力,科學(xué)家正在研究多能干細(xì)胞,以確定它們是否能夠產(chǎn)生健康的組織,可用于治療阿爾茨海默病和失明癥患者。但是為了將多能干細(xì)胞誘導(dǎo)成任何所需的細(xì)胞類型,科學(xué)家必須找到合適的條件和分子混合物,以增加干細(xì)胞的分化。
“我們這個(gè)領(lǐng)域最大的挑戰(zhàn)之一就是利用多能干細(xì)胞有效地創(chuàng)造出能夠在體內(nèi)發(fā)揮特定功能的特化細(xì)胞,”該研究的資深作者,廣泛干細(xì)胞成員Michael Teitell博士說。研究中心。“我們的研究結(jié)果可能有助于克服這一挑戰(zhàn),讓科學(xué)家更容易創(chuàng)造細(xì)胞來治療疾病。”
當(dāng)它們分化成特化細(xì)胞時(shí),多能干細(xì)胞的代謝發(fā)生轉(zhuǎn)變,它們開始更有效地將糖轉(zhuǎn)化為能量。Teitell和他的同事們想知道參與新陳代謝或代謝物的分子是否可能不僅僅是這種轉(zhuǎn)變的副產(chǎn)品,實(shí)際上可能有助于干細(xì)胞的分化。
為了找到答案,他們?cè)谝环N分子混合物中添加了一種叫做α-酮戊二酸的代謝物,這種分子通常會(huì)將人類多能干細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)系統(tǒng)細(xì)胞。在實(shí)驗(yàn)的前四天內(nèi),細(xì)胞分化為神經(jīng)細(xì)胞的比例高出5%到40%。當(dāng)他們將α-酮戊二酸添加到用于生產(chǎn)其他細(xì)胞類型的其他分子混合物時(shí),研究人員看到了類似的結(jié)果。他們發(fā)現(xiàn),α-酮戊二酸加速了分化過程。
“就其自身而言,α-酮戊二酸可能不會(huì)促進(jìn)分化,但當(dāng)你將其添加到推動(dòng)特化細(xì)胞產(chǎn)生的其他因素時(shí),它似乎會(huì)加速這一過程,”Tara TeSlaa說,他是新研究的第一作者, Teitell實(shí)驗(yàn)室的研究生。
由于已知α-酮戊二酸通過從細(xì)胞中的DNA中去除甲基化學(xué)基團(tuán)來改變基因的調(diào)節(jié)方式,因此Teitell和TeSlaa懷疑該分子幫助細(xì)胞關(guān)閉與多能性相關(guān)的基因并轉(zhuǎn)向與更有效分化相關(guān)的基因。
為了測(cè)試該理論,他們?cè)诟杉?xì)胞混合物中添加了另一種化學(xué)物質(zhì)琥珀酸鹽。琥珀酸鹽阻斷了α-酮戊二酸促進(jìn)的相同的DNA去甲基化化學(xué)反應(yīng)。實(shí)際上,添加琥珀酸鹽會(huì)導(dǎo)致干細(xì)胞分化速度變慢,效率降低,這進(jìn)一步證明了α-酮戊二酸通過作用于基因起作用。
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