根據(jù)威爾康奈爾醫(yī)學(xué)科學(xué)家發(fā)表的一項(xiàng)新研究，干細(xì)胞在細(xì)胞分裂后通過對其基因使用一系列蛋白質(zhì)“書簽”來保持其身份。結(jié)果可以進(jìn)一步了解某些疾病如癌癥如何發(fā)展并且可能對預(yù)防疾病具有廣泛的臨床意義。

多能干細(xì)胞(PSC)是能夠轉(zhuǎn)化為體內(nèi)任何類型細(xì)胞的細(xì)胞。每種干細(xì)胞變成什么類型??的細(xì)胞 - 稱為細(xì)胞特性 - 由受各種蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)的嚴(yán)格控制的系統(tǒng)決定。當(dāng)這些細(xì)胞通過有絲分裂分裂時(shí)，產(chǎn)生的每個(gè)所謂的子細(xì)胞應(yīng)該與其起源細(xì)胞的類型相同。但是在有絲分裂期間，控制系統(tǒng)被短暫中斷，形成一個(gè)窗口，在這個(gè)窗口中，細(xì)胞可以“忘記”其身份并轉(zhuǎn)化為不同類型的細(xì)胞。

“如果一個(gè)細(xì)胞不記得它應(yīng)該是什么，它可以變成其他東西，甚至是惡性細(xì)胞，”醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)助理教授，Sandra和Edward Meyer癌癥成員艾菲·阿波斯托魯博士說。威爾康奈爾醫(yī)學(xué)中心。“了解如何控制這一過程對于了解出現(xiàn)多少疾病至關(guān)重要。”

在Cell Reports上發(fā)表的一篇論文中，Apostolou博士和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，通過對細(xì)胞基因的一系列蛋白質(zhì)修飾(稱為“書簽”)，細(xì)胞特性在多能干細(xì)胞中得以保留。這些書簽在有絲分裂期間不會(huì)改變。“因此，當(dāng)細(xì)胞恢復(fù)其功能，如轉(zhuǎn)錄，有絲分裂后，這個(gè)書簽作為檢查點(diǎn)，以確保這一過程正確發(fā)生，”Apostolou博士說。通過這種方式，PSC確保子細(xì)胞與其母細(xì)胞相同。

研究人員發(fā)現(xiàn)了一些蛋白質(zhì)可能是書簽的候選者，然后在有絲分裂的關(guān)鍵窗口中從細(xì)胞中去除了這些蛋白質(zhì)。“如果確實(shí)這個(gè)時(shí)間窗口以及這些蛋白質(zhì)的存在在有絲分裂期間是至關(guān)重要的，那么細(xì)胞身份將受到挑戰(zhàn)，”Apostolou博士說。

他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)這些有絲分裂書簽在PSC中降解時(shí)，細(xì)胞無法保持其身份：它們在生成后不能可靠地分成相同類型的細(xì)胞生成。“這告訴我們，這些書簽是保持干細(xì)胞正常工作的重要機(jī)制，”Apostolou博士說。

她說，由于多能干細(xì)胞對許多疾病的預(yù)防和治療有很大希望，因此這一發(fā)現(xiàn)至關(guān)重要。了解細(xì)胞身份是理解疾病的基礎(chǔ)，因?yàn)樵S多人，包括癌癥和一些神經(jīng)疾病，都是細(xì)胞身份喪失的結(jié)果。

她說：“有絲分裂可能是細(xì)胞身份的危機(jī)，也可能是出現(xiàn)新身份的機(jī)會(huì)”。“如果我們更多地了解細(xì)胞在這個(gè)過程中如何保持其身份，我們將更好地了解腫瘤的形成，我們甚至可以將干細(xì)胞推向與特定疾病具有治療相關(guān)性的身份。”