Cell Rep：分化細(xì)胞可重新恢復(fù)為干細(xì)胞
2014年11月4日 訊 /生物谷BIOON/ --近日研究發(fā)現(xiàn)，被稱為“兼性”的一種干細(xì)胞和其它細(xì)胞共同組成器官和組織的一部分。顯然這沒有將這些細(xì)胞和其它細(xì)胞區(qū)分開來。然而，它們有一個非常特殊的特性，即它保存著一種再次成為干細(xì)胞的能力。這種現(xiàn)象偶爾發(fā)生在肝臟組織中，這種存在器官的組織細(xì)胞刺激組織生長，從而可以使移植器官再生。了解這些可使細(xì)胞保持再生能力的基礎(chǔ)機制是再生醫(yī)學(xué)的一個關(guān)鍵問題。
Jordi Casanova教授發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的一項研究報告揭示了一種機制，該機制可以解釋這種再生能力。該研究用黑腹果蠅幼蟲氣管細(xì)胞進行實驗，相關(guān)研究表明這些細(xì)胞的關(guān)鍵特性是它們還沒有進入核內(nèi)周期，在修改后的細(xì)胞周期過程中，在沒有分裂的情況下細(xì)胞會進行好幾次基因復(fù)制。
“核內(nèi)周期在生物體的功能并不完全被了解，”Xavier Franch-Marro說道。“理論之一是核內(nèi)復(fù)制有助于擴大細(xì)胞和帶來高蛋白產(chǎn)量。”這幾乎是所有果蠅幼蟲細(xì)胞的情況。
科學(xué)家們觀察到細(xì)胞進入核內(nèi)周期就會失去恢復(fù)為干細(xì)胞的能力。“核內(nèi)周期與細(xì)胞中基因表達(dá)是不可逆的改變，“Jordi Casanova解釋說，“我們已經(jīng)看到，抑制核內(nèi)周期會給予細(xì)胞恢復(fù)為干細(xì)胞的能力。”
細(xì)胞進入核內(nèi)周期與Fzr基因的表達(dá)相關(guān)。研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，抑制該基因防止細(xì)胞進入核內(nèi)周期，進而導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)化為一個保持恢復(fù)為干細(xì)胞能力的成熟前體。因此，該基因作為開關(guān)會決定細(xì)胞是進入有絲分裂(細(xì)胞的正常分裂)期還是進入到核內(nèi)周期，后者引發(fā)一個完全不同的遺傳程序，該程序會帶有一個截然不同的關(guān)于細(xì)胞重新恢復(fù)為干細(xì)胞的能力的結(jié)果。
doi:10.1016/j.celrep.2014.09.043
PMC:
PMID:
Specification of Differentiated Adult Progenitors via Inhibition of Endocycle Entry in the Drosophila Trachea.
.Nareg J.-V. Djabrayan, Josefa Cruz, Cristina de Miguel, Xavier Franch-Marro, Jordi Casanova.
1A population of Drosophila adult tracheal progenitor cells arises from differentiated cells of the larval main trachea that retain the ability to reenter the cell cycle and give rise to the multiple adult tracheal cell types. These progenitors are unique to the second tracheal metamere as homologous cells from other segments, express fizzy-related (fzr), the Drosophila homolog of CDH1 protein of the APC complex, and enter endocycle and do not contribute to adult trachea. Here, we examine the mechanisms for their quiescence and show that they reenter the cell cycle by expression of string/cdc25 through ecdysone. Furthermore, we show that preventing endocycle entry is both necessary and sufficient for these tracheal cells to exhibit markers of adult progenitors, thus modifying their genetic program. Finally, we show that Hox-mediated regulation of fzr expression is responsible for progenitor identity and thus specifies a group of differentiated cells with facultative stem cell features.
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