幹細胞怎樣選擇自己的「職業」?

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【大紀元2020年11月06日訊】(大紀元記者李少維編譯報導)幹細胞是具有能力發展成為不同類型細胞的一種特殊的細胞。新研究揭示了影響幹細胞選擇日後發展細胞類型的某些關鍵信息,並發現這些信息對癌細胞的遷移也到類似的作用。

加州理工學院的研究人員聚焦研究神經脊幹細胞,這種幹細胞位於生物體的脊柱之內,但是它們以後將發展成心肌細胞、面部骨骼細胞等各種組織細胞。

這份近期發表在《eLife》上的研究通過小雞胚胎,發現基因Hmga1有助於在胚胎早期階段神經脊幹細胞的形成。

研究人員解釋說,胚胎階段每個細胞都帶有這個生物體一份完整的基因組拷貝。每個細胞內的基因組就像一份完全的「操作手冊」,是建造和維護整個機體功能的藍圖。操作手冊內含有很多章節,從「如何成為一個神經元」,到「怎樣成為肌肉」應有盡有。

根據細胞的「選擇」,細胞就按照對應章節上的指令發展。

這份研究發現由Hmga1基因編碼的HMGA1蛋白在胚胎發展的初期,在兩個不同的時間點,分別扮演兩個重要的角色:負責神經脊幹細胞的誕生,以及控制它們的遷移。

它先控制另一個基因的表徵,保證該細胞成為神經脊幹細胞,若不是這個基因的控制,這個細胞可能長成中樞神經系統細胞。

神經脊幹細胞誕生後,必須從身體的中線部位——神經管,轉移到胚胎的其它部位,比如心臟或面部。研究發現,在這個階段,HMGA1蛋白再控制一個基因,負責將神經脊細胞從脊椎管分離,準備遷移到指定部位。

有意思的是,研究人員發現Hmga1基因在一些癌細胞的擴散過程也起到類似的作用,特別是一些常見的皮膚癌類型。

主要研究員生物工程學教授布朗納(Marianne Bronner)說:「我們看到神經脊幹細胞啟動遷移的過程,和癌細胞轉移的過程是相似的。」

「當這些因素出錯,就會誕生一個帶有缺陷的人。耐人尋味的是,胚胎就像個自我組合的系統。研究像HMGA1這樣的因素很重要,因為很可能在胚胎早期這些因素出現的差錯,會打破某些平衡,導致成年人在生命的某個階段出現問題。因為這個系統很強大,所以它仍然能自我發展,只是在生命以後的階段,更容易發生癌症。這很複雜,因為我們還沒有完全了解它。每一項研究,都為解開大的謎題湊上一小塊拼圖。」◇

責任編輯:朱涵儒

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