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    HMG:人新老胚胎干細胞X染色體失活機制和染色質形態存在差別

    來源:生物谷 2011-12-05 14:43:22 瀏覽次數:3,294次

    根據加州大學洛杉磯分校再生醫學和干細胞伊萊和伊迪特-布羅德中心(Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research at UCLA)研究人員的一項研究,已建立的人胚胎干細胞系,包括得到美國前總統喬治-沃克-布什批準的聯邦研究基金資助的那些細胞系,跟新獲得的人胚胎干細胞系存在差別。

    阿曼德-克拉克(Amander Clark)是加州大學洛杉磯分校生命科學學院分子、細胞和發育生物學系助理教授,也是這項研究的主要作者。她說,這一發現指出繼續獲得新干細胞系的重要性,這樣研究人員就可以更好理解多能性,即這些細胞制造人體任何一種細胞的能力。

    克拉克說,找出產生我們能夠制造的最高質量多功能干細胞系的特征是非常重要的。很可能迄今為止我們還未對胚胎干細胞或多誘導性多功能干細胞設置足夠高的標準。我們現在知道已建的細胞系不同于新獲得的細胞系,而且現在我們不得不查明這是多么地重要。

    20111130日,這項研究提前在線發表在得到同行評鑒的《人類分子遺傳學》(Human Molecular Genetics)期刊上。

    這一研究首先研究了加州大學克拉克實驗室在20092011年期間開發的首批6種人胚胎干細胞系,而且這些細胞系已經被20093月創建的美國國家衛生研究院胚胎干細胞登記處所接納,也就意味著它們將被用于聯邦資金資助的研究項目上。

    在她的研究中,克拉克決定將研究胚胎干細胞X染色體失活以及關閉其中一個X染色體的機制作為切入點,這是因為這是一個大的物理標記,容易在單個細胞中進行可視化觀察。克拉克想把已建立的胚胎干細胞系中這種特異性分子標記跟從人胚泡(blastocyst)獲得的新胚胎干細胞中發生的情形作番比較。

    用于研究的已建立的細胞系是來自于2001年前獲得的一組干細胞系。克拉克說,在這一領域,人們好幾年前早就知道大多數已建立的細胞系會經歷X染色體失活,而且她的研究也證實了這點。然而,隨著時間的推移,克拉克還發現這種分子標記不再反映X染色體失活的正常過程。

    在雌性細胞中,X染色體正常情況下是由非編碼RNA導致失活的,是一種特殊形式的染色質。在異常狀態下,就像在更老的已建立的人胚胎干細胞中發現的那樣,X染色體也是失活的,但是這種失活過程不受非編碼RNA調控,而且染色質也有所不同。

    克拉克說,經典的分子標記不再起作用,這就意味著在已建立的胚胎干細胞系中其他東西在調節這X染色體失活。找出這種東西具體是什么將是非常重要的,而且不論是對雄性細胞系還是雌性細胞系而言,發現細胞核中所發生的我們不能觀察的其他變化同樣也是非常重要的。

    克拉克研究小組產生的新胚胎干細胞系是從已經接受體外受精戰勝不孕的夫妻捐獻給布羅德干細胞研究中心的胚胎中獲得的。而且這些夫妻不再計劃儲存他們凍存的胚胎用于生殖的目的,并且拒絕把胚胎捐獻給其他人用作生殖。

    這些人胚胎保存在凍存的小管中,然后把它們從生殖診所轉移到加州大學洛杉磯分校干細胞獲得實驗室。克拉克研究小組隨后解凍它們,經過67天的發育后,這些胚胎,或者胚泡,含有一簇稱作內細胞團(inner cell mass)的細胞。而內細胞團就是新胚胎干細胞系的來源。

    在內細胞團階段再生長34周后,克拉克實驗室檢查了人胚胎干細胞系,發現在很多細胞中,兩條X染色體仍然是活性的,使得它們更加類似于從原始內細胞團中獲得的細胞。

    克拉克說,漸漸地,隨著培養時間的流逝和冷凍保存---無論這些細胞系最終如何保存---一條X染色體失活,它們變得跟較老的已建立的細胞系一樣,如異常的X染色體失活。

    克拉克說,問題是來自內細胞團的首批培養的細胞是不是擁有更高質量,研究人員是否應當渴求它們用于具有潛在醫療意義的研究。

    克拉克說,將這些細胞穩定在非常年輕的狀態將有可能被證實為是非常重要的,因為這時細胞特征最接近于內細胞團。我們想問的就是這些細胞當分化為臨床細胞類型時是否確保最佳質量。

    保持兩條X染色體活性對于研究諸如雷特綜合癥(Rett Syndrome)之類的模式疾病也是非常重要的。

    接下來,克拉克將研究三種狀態的人胚胎干細胞,即X染色體正常失活的細胞系,X染色體異常失活的細胞系以及兩條X染色體仍然保持活性的細胞系。克拉克將尋求理解每種狀態下的分化潛能。

    這篇研究闡述道,我們的研究數據強調了維持人胚胎干細胞獲得研究的重要性。建立標準化的人胚胎干細胞系應當是所有人多功能干細胞研究的基石。開發新的旨在維持人多功能細胞核的表觀遺傳狀態特征更加接近于經過67天發育的人胚泡的實驗方法是朝建立更加強健的標準化培養的關鍵一環。

    (文章來源:生物谷)

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