代謝讓干細胞永葆青春

浏览量: 147   / 时间:2019-12-15   /作者:线上体育平台

科學家們發現,干細胞能夠通過調整自己的代謝,增強自己的再生能力,避免分化成為特定的細胞類型。將細胞代謝與甲基化修飾關聯了起來。研究顯示,干細胞能利用代謝產物,促進去甲基化,讓整個基因組保持開放,保留自己的分化能力。研究人員發現,使用什么營養物質,怎樣使用營養物質,都會改變干細胞的染色質景觀和基因表達,進而影響干細胞的命運。表觀遺傳學修飾不會影響基因序列,而是通過改變DNA包裝決定它是否開放進行表達。甲基化一般會沉默基因組的相應區域。干細胞為了保留分化能力需要基因組整個開放,因此甲基化必需受到控制。這種表觀遺傳學標簽本身就是代謝產物,此外代謝產物也參與了去甲基化過程。

他們首次發現2i細胞不需要谷氨酰胺。谷氨酰胺是絕大多數細胞都需要的氨基酸,用來生成代謝產物α-酮戊二酸。α-酮戊二酸是一系列代謝反應(三羧酸循環)的重要參與者,它也和染色質上的甲基化調控有關。研究顯示,就算沒有谷氨酰胺,2i細胞也能生成大量α-酮戊二酸。更令人驚訝的是,2i細胞調整了自己的代謝,減少了三羧酸循環中的α-酮戊二酸分解。一般來說,α-酮戊二酸會轉變為琥珀酸鹽供給細胞生長。代謝調整之后,更多的α-酮戊二酸開始為去甲基化提供能量。

提供更多起始原料和去除反應產物,能夠推動化學反應持續進行。因此我們認為,增加α-酮戊二酸和減少琥珀酸鹽能促進去甲基化,有助于干細胞再生,研究人員將α-酮戊二酸添加到傳統培養基培養的干細胞中,結果它們的形態和行為變得更接近2i細胞。研究還顯示,添加α-酮戊二酸或關閉去甲基化酶,能夠改變特定干細胞基因的活性。發現代謝和干細胞命運的關聯,有助于人們進一步認識發育和再生,更好的利用干細胞治療相關疾病,比如修復脊髓損傷或治療一型糖尿病。這項研究也為理解癌癥提供了一個新的角度。