“万用细胞”重要因子的惊人发现

  最近，来自日本理化研究所（RIKEN）发育生物学中心（CDB）的科学家发现，Zscan4——一个被认为参与了干细胞中多能性发展的蛋白质，实际上是由细胞分裂过程中发生的端粒缩短所触发的一种修复机制。相关研究结果发表在《Stem Cell Reports》。
  在过去的十年中，Zscan4——与DNA结合的一个蛋白质，被认为是万用细胞的重要因子（我学者发现改良“万用细胞”的重要因子），同时也提出了一个谜，因为它在一个非常特定的时间点上（两细胞阶段）、在小鼠胚胎中表达，而且也在胚胎干细胞中表达，但只是暂时的，所以它是在一个给定的时间，出现在大约百分之5的给定细胞群中。延伸阅读：南开大学、中科院Cell res文章创新iPS技术。
  该研究小组由CDB多能干细胞研究实验室主任Hitoshi Niwa带领，Hitoshi Niwa是日本极有名望的干细胞生物学家，曾经陷入“日本干细胞丑闻”，因其只涉及了少数相关实验，只受到了警告处分（Nature、Science聚焦日本干细胞丑闻的最终结局）。在这项研究中，他们想知道为什么该蛋白会在这些特定情况下表达。为了解开这个谜，他们培养了一个小鼠胚胎干细胞群，每隔60分钟的时间间隔就对细胞拍照，持续较长的一段时间，以寻求“什么可能导致了Zscan4的瞬时表达”的线索。
  他们最初的工作假设是，Zscan4涉及到多能性的维持，所以他们着眼于其与Rex1基因表达的相关性，这个基因被称为是多能性的一个标志。本文第一作者Yoko Nakai-Futatsugi说：“出乎意料地，我们发现，这两者之间不存在相关性。”
  她继续说：“相反，我们惊奇地发现，这些干细胞具有不同的细胞周期长度，而且有趣的是，Zscan4的表达与细胞周期的长度有关。它往往会在具有较长细胞周期的细胞中表达。”
  Promega推出新型ViaFect?转染试剂，实现干细胞的高效转染,欢迎索取相关资料
  根据这一发现，并鉴于2010年的一项研究（该研究表明Zscan4参与端粒伸长率），研究人员推测，我们看到的较长细胞周期过程，可能是由Zscan4触发的一个过程引起的。他们还发现，一旦细胞表达了Zscan4，在下一代它们就有更短的细胞周期，从而进一步证明了这一假设：为了让端粒的恢复，细胞减慢了它们的周期，然后当修复完成时再次加速。他们还发现，具有更长细胞周期的细胞，实际上有较短的端粒。在最后的实验中，他们设计了一种干细胞，在Zscan4的表达上有缺陷，按照假设，这些细胞无法从较长的细胞周期得以恢复，并且有更高的几率发生细胞死亡。
  作者说，他们都对这一结果感到很惊讶，但是也很高兴，他们认为这可能有助于确保iPS细胞的安全性，这些细胞目前正进入临床使用。这项研究能帮助他们对“Zscan4的功能以及多能干细胞如何维持它们在面临端粒缩短时的复制能力”，有一个全新的认识。
  他们解释说，仍然有一个有趣的问题是，Zscan4与端粒酶之间的关系，这种酶也参与端粒的修复。他们推测，他们在响应端粒缩短的不同原因，并计划继续工作，以阐明这些原因。他们也对一个问题很感兴趣：为什么Zscan4是在两细胞阶段的单个时间点上在体内表达。他们认为，这可能是，它正在帮助细胞从复制之前的减数分裂过程中得以恢复。
（转化医学网360zhyx.com）