多能干細(xì)胞能夠分化成為機(jī)體內(nèi)所有的細(xì)胞類型，例如神經(jīng)、肌肉或骨骼，然而不可避免地是其中一些干細(xì)胞不能夠進(jìn)行分化，zui終與它們新分化的子細(xì)胞混合在一起。
由于這些剩余的多能干細(xì)胞隨后可以形成非預(yù)期的細(xì)胞類型，如血液中的骨細(xì)胞，或是形成畸胎瘤，鑒別并將它們從分化的后代細(xì)胞中分離出來，對于確保干細(xì)胞治療的安全性至關(guān)重要。
現(xiàn)在，來自加州大學(xué)洛杉磯分校的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種新藥物，或許可用于除去這些細(xì)胞。他們的研究在線發(fā)表在4月15日的《發(fā)育細(xì)胞》（Developmental Cell）雜志。
加州大學(xué)洛杉磯分校化學(xué)和生物化學(xué)教授Carla Koehler，以及病理學(xué)和兒科教授教授Michael Teil共同領(lǐng)導(dǎo)了這一研究。
利用釀酒酵母作為模式系統(tǒng)開展研究，Koehler、Teil和同事們發(fā)現(xiàn)一種稱作MitoBloCK-6的小分子，它抑制了細(xì)胞線粒體裝配。研究人員隨后在更為復(fù)雜的模式生物斑馬魚中對這一分子進(jìn)行檢測，證實(shí)MitoBloCK-6阻斷了心臟發(fā)育。
然而，當(dāng)科學(xué)家們將MitoBloCK-6導(dǎo)入到培養(yǎng)于實(shí)驗(yàn)室中的分化細(xì)胞系中時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)該分子根本沒有任何效應(yīng)。加州大學(xué)洛杉磯分校博士后研究人員Deepa Dabir 在許多分化細(xì)胞系中對這一化合物進(jìn)行了測試，但得到的結(jié)果都是相同的：細(xì)胞維持了健康狀態(tài)。
“我對這一結(jié)果感到困惑，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為這一信號通路對于所有細(xì)胞均至關(guān)重要，無論其是否處于分化狀態(tài)，”Koehler說。
隨后研究小組決定對人類多能干細(xì)胞測試MitoBloCK-6。博士后研究人員Kiyoko Setoguchi證實(shí)，MitoBloCK-6通過觸發(fā)細(xì)胞凋亡導(dǎo)致了多能干細(xì)胞死亡。
由于組織特異性子細(xì)胞在分化后不久變得耐受死亡，破壞多能干細(xì)胞導(dǎo)致留下的只是一群分化細(xì)胞。目前還不清楚為何會發(fā)生這種現(xiàn)象，但研究人員認(rèn)為，這種能夠分離兩種細(xì)胞群的能力，有可能能夠減小畸胎瘤風(fēng)險(xiǎn)，和再生醫(yī)學(xué)治療策略中的其他問題。
Teil 說：“我們發(fā)現(xiàn)在多能干細(xì)胞成為組織特異性的子細(xì)胞過程中，線粒體發(fā)生了變化，這有可能是樣品接觸MitoBloCK-6時(shí)，分化細(xì)胞能夠存活的關(guān)鍵。我們?nèi)栽谡{(diào)查線粒體中的這一過程，但現(xiàn)在我們知道了線粒體在控制多能干細(xì)胞存活中發(fā)揮重要的作用。”
MitoBloCK-6是一種“小分子”，因而能夠輕易地穿過細(xì)胞膜進(jìn)入到線粒體。這一特性使得MitoBloCK-6或是具有相似特性的衍生化合物，理想上適合于作為一種藥物潛在應(yīng)用，因?yàn)樗軌蛟谠S多細(xì)胞類型和物種中發(fā)揮作用，可以改變機(jī)體中線粒體的功能實(shí)現(xiàn)治療效應(yīng)。
Koehler 說：“令人興奮的是，我們在單細(xì)胞模型釀酒酵母中開展研究，獲得了一種藥物，可將之用于研究和控制人類胚胎干細(xì)胞中的線粒體功能。這表明，線粒體功能在整個(gè)生物界中高度保守，并證實(shí)模式系統(tǒng)研究可提供關(guān)于人類干細(xì)胞生物學(xué)的認(rèn)識。當(dāng)我們開始展開這些實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們并沒有預(yù)計(jì)到我們將會調(diào)查和控制多能干細(xì)胞中線粒體的功能。”
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