讓干細(xì)胞永葆青春的miRNA
日期:2016-02-18 08:58:37
這兩幅圖像可以被認(rèn)為是干細(xì)胞“抗皺霜”的廣告:“看細(xì)胞如何保持年輕!”這是歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室EMBL的科學(xué)家在最近一項(xiàng)研究中的發(fā)現(xiàn)。這項(xiàng)研究表明,一個(gè)稱為microRNA-142的分子可使干細(xì)胞保持不變,而不是發(fā)育成特定的細(xì)胞類型。在適當(dāng)?shù)臈l件下,具有低水平microRNA-142的干細(xì)胞(綠色,左邊)成長為神經(jīng)元(粉紅色,右邊)。但是,具有高水平microRNA-142的干細(xì)胞(紅色,左邊)則保持不變(藍(lán)色,右邊)。
這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人Pierre Neveu指出:“似乎這個(gè)microRNA可使細(xì)胞對周圍的環(huán)境充耳不聞:無論你‘扔給’它們什么東西,它們都不在乎:它們繼續(xù)做干細(xì)胞。”
這一研究結(jié)果,發(fā)表于最近的《Molecular Systems Biology》雜志,可能對癌癥治療和再生醫(yī)學(xué),以及更基礎(chǔ)的研究,產(chǎn)生一定的影響。Neveu實(shí)驗(yàn)室的博士生Hanna Sladitschek發(fā)現(xiàn),這個(gè)microRNA可抑制一個(gè)基因——該基因可使細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)槟[瘤細(xì)胞。而且它阻斷了與癌癥相關(guān)的兩個(gè)連鎖反應(yīng)。Neveu假設(shè):“所以你可以考慮將microRNA傳遞給細(xì)胞,來防止腫瘤的擴(kuò)散。”
對于再生醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域的同事來說,這一見解能帶來增強(qiáng)的安全性和效率。研究人員在實(shí)驗(yàn)室用干細(xì)胞培育組織的時(shí)候,如果去除含有高水平miRNA-142的細(xì)胞,那么,移植回患者的組織中仍含有干細(xì)胞的風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)大大降低,因?yàn)檫@些干細(xì)胞可能會(huì)發(fā)展成為腫瘤。根據(jù)的miRNA-142水平選擇保留哪些細(xì)胞,也可以大大縮短培育這類組織所需的時(shí)間。
MicroRNA(miRNA)是長約22nt的非編碼RNA,在胚胎發(fā)育、細(xì)胞分化和器官生成等重要的生物學(xué)過程中承擔(dān)關(guān)鍵性的調(diào)控功能。這些短RNA在天然細(xì)胞中大量存在,它們能與靶基因的mRNA配對并阻礙其翻譯,在轉(zhuǎn)錄后水平上調(diào)控目標(biāo)基因的表達(dá)。miRNA是治療癌癥等多種疾病的希望,人們一直希望能夠解析它們的確切作用機(jī)理,并將其應(yīng)用于臨床。近年來,隨著研究的深入,有多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),microRNA參與了各種關(guān)鍵的生物學(xué)過程:
microRNAs引起艾滋病相關(guān)的癌癥
2014年初,來自美國德州大學(xué)和南加州大學(xué)的科研人員在《PLOS Pathogens》發(fā)表的一項(xiàng)研究首次證明,一組病毒microRNA分子,是健康細(xì)胞轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞所必需的,并且他們確定了這些微小的病毒分子使健康細(xì)胞變成惡性細(xì)胞的機(jī)制。
調(diào)控?fù)p傷愈合的microRNAs
來自德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的癌癥研究人員發(fā)現(xiàn),一個(gè)被認(rèn)為在抑制結(jié)腸癌中起重要作用的microRNA簇對腸傷口愈合至關(guān)重要。
MicroRNA能限制癌癥的擴(kuò)散
在2015年2月份的《Oncotarget》雜志,芝加哥大學(xué)Ludwig腫瘤轉(zhuǎn)移研究中心聯(lián)合主任Weichselbaum及其同事,首次闡釋了寡轉(zhuǎn)移(oligometastasis)背后的生物學(xué)機(jī)制。
microRNA調(diào)節(jié)腸道通透性
已有的研究表明,MicroRNA -29(miR-29)能調(diào)節(jié)IBS-D病人的腸道通透性增高。來自德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)分支的研究團(tuán)隊(duì)研究并預(yù)測miR-29的靶基因,同時(shí)探究其在小鼠體內(nèi)的擾亂作用,成果發(fā)表在的Gastroenterology上。
脂質(zhì)代謝中的microRNA
2015年1月,麻省總醫(yī)院(MGH)的研究團(tuán)隊(duì)在Nature Medicine雜志上發(fā)表文章,揭示了在心血管疾病中起重要作用的四種microRNA。這些microRNA會(huì)減少關(guān)鍵蛋白的表達(dá),影響高密度脂蛋白(HDL)膽固醇的生成,低密度脂蛋白(LDL)膽固醇的清除,甘油三酯水平的調(diào)控和其他心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)因子。
microRNA塑造了微生物組
宿主是否能夠控制腸道菌,這種控制又是如何實(shí)現(xiàn)的呢?Cell Host & Microbe雜志2016年一月十三日發(fā)表的一項(xiàng)研究表明,小鼠和人類胃腸道生產(chǎn)的microRNA能夠調(diào)控腸道菌的組成,幫助機(jī)體抵御結(jié)腸炎等腸道疾病。
一類miRNA可影響脊柱發(fā)育
在正確的位置長出正確數(shù)量的脊椎骨,是一項(xiàng)重要的工作。最近,科學(xué)家們在小鼠中發(fā)現(xiàn)了一些分子,它們表現(xiàn)得像脊椎相關(guān)基因的“戲劇導(dǎo)演”:告訴這些基因該表達(dá)多少。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《PNAS》。
miRNAs是血腦屏障的保護(hù)者
美國坦普爾大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員使用微陣列芯片對原代人腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞miRNA表達(dá)譜進(jìn)行分析,鑒定出暴露于促炎細(xì)胞因子,腫瘤壞死因子-α,和或無GSK3β抑制下誘導(dǎo)表達(dá)的miRNAs。
掌控細(xì)胞生死的miRNA
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH)的研究人員在β細(xì)胞中對microRNA開展研究時(shí),發(fā)現(xiàn)了一種對壓力下細(xì)胞死亡起關(guān)鍵作用的microRNA。研究結(jié)果發(fā)布在2015年5月18日的《自然醫(yī)學(xué)》(Nature Medicine)雜志上。
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