蜂王漿中的活性蛋白質(zhì)成分有助于蜜蜂創(chuàng)造新的王后。斯坦福大學的研究人員已經(jīng)在哺乳動物身上發(fā)現(xiàn)了一種類似的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)可以保持培養(yǎng)的胚胎干細一種與蜜蜂蜂王漿的活性成分結構相似的哺乳動物蛋白質(zhì) - 制作蜂王漿，幫助工蜂為蜂巢提升一個新的產(chǎn)卵女神，作為小鼠胚胎干細胞的青春之泉，斯坦福大學醫(yī)學院的研究人員。

蛋白質(zhì)使細胞保持多能性，這意味著它們可以在通常會引發(fā)細胞發(fā)育成特化細胞的條件下成為體內(nèi)的任何細胞。意外的發(fā)現(xiàn)可能會引發(fā)關于蜂王漿再生能力的數(shù)千年爭論的火焰。更重要的是，這一發(fā)現(xiàn)揭示了多能性的新途徑，并提出了將干細胞保持在假死狀態(tài)的新方法，直到未來的治療需要為止。

“在民間傳說中，蜂王漿有點像超級藥物，特別是在亞洲和歐洲，”皮膚病學助理教授Kevin Wang，醫(yī)學博士，博士說，“但royalactin的DNA序列，其中的活性成分果凍，是蜜蜂獨有的?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)確定了一種結構相似的哺乳動物蛋白，可以維持干細胞的多能性。“

Wang是該研究的高級作者，該研究于12月4日在Nature Communications上發(fā)表。外科副教授Derrick Wan，MD，是第一作者。

hive層次結構的組件

蜂王漿是蜜蜂蜂巢的嚴格等級結構中的關鍵組成部分。在正常情況下，一個女王產(chǎn)下受精卵，發(fā)育成雌性蜜蜂。這些工蜂從事采集花粉和花蜜，建造蜂窩，鋪設未受精的卵并照料幼蟲。相比之下，無人機在蜂巢周圍徘徊，經(jīng)常在自己的指定“無人機會眾區(qū)”與其他無人機會面，并在那里盤旋，直到一位新女王飛過來并引發(fā)交配騷亂。

最終，當一位老女王去世或蜂巢變得太大而需要分成兩個時，蜂巢需要一個新的女王。在這種情況下，工蜂選擇一些雌性幼蟲專門用蜂王漿 - 一種由水，蛋白質(zhì)和糖組成的粘性微酸性物質(zhì) - 在其發(fā)育過程中培育。在孵化后的最初幾天，所有的幼蟲都會加入蜂王漿，但是工蜂幼蟲很快就會變成蜂王漿，蜂蜜和被稱為“蜜蜂面包”的花粉混合物的組合。

究竟蜂王漿飲食如何刺激大型肥沃女王的形成，而不是低級工蜂，這一點仍然難以捉摸。但人類很快就認定對女王有利的事情必定對他們有益。雖然蜂王漿被認為對膽固醇水平，血壓，神經(jīng)系統(tǒng)和激素活性有影響，但尚未被美國食品藥品管理局批準用于醫(yī)藥用途。

“這怎么會發(fā)生?”

王先生想知道蜂王漿飲食如何能夠引發(fā)蜂王與小工人之間的極端差異。畢竟，兩個昆蟲種姓共享相同的基因組。

“我一直對細胞大小的控制感興趣，”王說，“蜜蜂是一個很好的模型來研究這個。這些幼蟲在第0天開始都是一樣的，但最終會產(chǎn)生戲劇性和持久的差異。大小。這是怎么發(fā)生的?“

Wang和他的同事專注于一種適當稱為royalactin的蛋白質(zhì) - 以前被認為是蜂王漿中的活性成分。他們將royalactin應用于小鼠胚胎干細胞以研究細胞的反應。

“為了使蜂王漿對女王的發(fā)育產(chǎn)生影響，它必須對蜜蜂幼蟲的早期祖細胞起作用，”王說。“所以我們決定看看它對胚胎干細胞有什么影響。”

胚胎干細胞是有效的，但變化無常。當在實驗室中生長時，他們通常希望放棄其干細胞狀態(tài)并分化成特化細胞。研究人員設計了通過添加抑制細胞生長環(huán)境分化的分子來保持細胞排列的方法。

令他們驚訝的是，Wang及其同事發(fā)現(xiàn)，即使在沒有抑制劑的情況下，加入royalactin也可以阻止胚胎干細胞分化。

“這出乎意料，”王說。“正常情況下，這些胚胎干細胞生長在其阻止它們從培養(yǎng)不適當分化的抑制劑稱為白血病抑制因子的存在，但我們發(fā)現(xiàn)，royalactin甚至在不存在LIF的阻塞分化”。研究人員發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)的無LIF細胞可以快速生長20代而不會失去“干性”。

另外的實驗表明，royalactin處理的干細胞表現(xiàn)出與在抑制劑存在下生長的干細胞相似的基因表達譜，攪拌出已知與多能性相關的蛋白質(zhì)，同時夯實對分化重要的蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。然而，細胞的反應令人困惑，因為哺乳動物不會產(chǎn)生royalactin。

為了得到答案，研究人員轉向了一個推斷蛋白質(zhì)三維結構的數(shù)據(jù)庫。像鎖和鑰匙一樣，許多蛋白質(zhì)通過與其他蛋白質(zhì)或生物分子精確配合而起作用?？茖W家們想知道哺乳動物中是否還有另一種蛋白質(zhì)可以模仿羅伊素的形態(tài)，而不是序列。

Wang發(fā)現(xiàn)了一種名為NHLRC3的哺乳動物蛋白，預計它會形成一種類似于royalactin的結構，并且在胚胎發(fā)育早期從鰻魚到人類的所有動物中產(chǎn)生。此外，他們發(fā)現(xiàn)NHLRC3與royalactin一樣能夠維持小鼠胚胎細胞的多能性，并且它們在其中引起與暴露于royalactin的細胞中相似的基因表達模式。他們改名為Regina蛋白質(zhì)，這是拉丁語為女王。

研究人員接下來計劃調(diào)查里賈納是否對成年動物的傷口愈合或細胞再生有任何治療價值。他們還希望他們的發(fā)現(xiàn)能夠幫助研究人員發(fā)現(xiàn)更多或更好的方法，以便在實驗室培養(yǎng)時保持胚胎干細胞的多能性。

“這很有意思，”王說。“我們的實驗意味著里賈納是一個重要的分子，它控制多能性和祖細胞的產(chǎn)生，從而產(chǎn)生胚胎的組織。我們將神秘的東西與真實的東西聯(lián)系起來。”