細菌蛋白質(zhì)可以幫助將干細胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)元
隨著將干細胞轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋图毎呐浞綍粩嘣龃?,尋找完美的,治療相關的分化因子混合物揭示了一些有趣的生物學。例如,11月19日發(fā)表在“ 化學與生物學”雜志上的一項研究發(fā)現(xiàn),大腸桿菌中的一種蛋白質(zhì)與小分子結(jié)合可以協(xié)同作用,將多能細胞推入功能性神經(jīng)元。
這項研究始于韓國成均館大學科學家偶然發(fā)現(xiàn)的Sox2-四種Yamanaka因子中的一種,它影響干細胞保持干細胞或分化的能力 - 可以與細菌伴侶蛋白Skp結(jié)合。然后,他們測試了如果將Skp引入干細胞并發(fā)現(xiàn)它可以啟動分化會發(fā)生什么。這導致了Skp可以與其他技術相結(jié)合以使分化更有效的假設。
“雖然在這個領域已經(jīng)有相當多的研究,但是能夠有效地生產(chǎn)大量干細胞仍然存在瓶頸,”成均館大學醫(yī)學院的共同作者Kyeong Kyu Kim說。“這個問題可以解決,但我們需要尋找新的方法來指導干細胞分化,然后了解改進方案的分子機制。”
延世大學的Injae Shin和Kim說,多能干細胞的分化可以被認為是兩個簡單的步驟:首先,干細胞決定不再是干細胞并開始分化; 第二,細胞決定它想成為什么樣的細胞。在它們誘導神經(jīng)元分化的方案中,細菌蛋白質(zhì)Skp在第一步中通過與Sox2結(jié)合并抑制其功能起作用。然后,小化學物質(zhì)神經(jīng)噠嗪(Nz)和神經(jīng)噠唑(Nzl)通過告訴干細胞成為神經(jīng)元而在第二步中起作用。
通過影響兩個步驟,每批干細胞可以產(chǎn)生更多功能性神經(jīng)元,并且如果單獨使用蛋白質(zhì)或小分子則可以更快的速率產(chǎn)生。“因此協(xié)同作用主要來自于通過蛋白質(zhì)抑制干性和通過化學誘導劑指導譜系特異性的承諾,”Shin說。“因此,這個過程就是合理設計的細胞分化的一個例子,以實現(xiàn)高水平的譜系承諾效率。”
該方案的一個弱點是在治療環(huán)境中使用諸如Skp的細菌蛋白質(zhì)存在安全問題。然而,與引入遺傳元件相比,使用該蛋白質(zhì)是有利的,因為蛋白質(zhì)不會引起任何遺傳改變或不穩(wěn)定,這是使用病毒介導的基因遞送至干細胞的主要問題。作者希望這項研究能夠鼓勵其他人開發(fā)基于干細胞抑制第一階段的小分子模擬的類似方法。
他們現(xiàn)在正致力于使用類似的組合方法來探索如何在其他細胞類型中使分化更有效,特別是在心臟中。
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