医学进展
2013年12月号
医学进展

端粒对于干细胞的分化也具有重要作用

    端粒是线状染色体末端的DNA重复序列,是真核细胞染色体两臂末端由特定的DNA重复序列构成的结构,使正常染色体端部间不发生融合,保证每条染色体的完整性。每当细胞分裂一次,每条染色体的端粒就会逐次变短一些,构成端粒的一部分基因会因多次细胞分裂而不能达到完全复制,以至细胞终止其功能不再分裂。早期研究发现,端粒缩短不仅会由于染色体不稳定而损害转化细胞的增殖,而且也会导致癌症的发生。同时,也有研究证明,功能性端粒对干细胞的增殖具有重要作用,然而对于干细胞分化的稳定是否也同等重要就不得而知。英国爱丁堡大学的研究人员进行了一项研究,观察端粒对于干细胞的分化是否也起到一定的作用。

    研究人员通过实验的方法证明,端粒的功能性障碍不但能影响细胞分化的能力,还能影响分化的稳定性。研究人员发现,以实验手段使端粒变短的小鼠胚胎干细胞可以导致Nanog基础水平的提升。表达高水平Nanog的胚胎干细胞易于自我更新,然而表达低水平Nanog的细胞易于分化。变短的端粒扰乱了胚胎干细胞的分化能力,使其不能稳定地进行分化。多能性基因Nanog在分化期间正常情况下处于沉默状态,但在这些改造过的细胞中表现出异常活性。除此之外,对DNA的化学修饰在基因组中也被打断,在短端粒的胚胎干细胞中表现出低甲基化的现象。研究人员进一步研究发现,恢复Dnmt3b或者删除Nanog可以恢复短端粒胚胎干细胞的稳定分化状态。

    通过该研究,研究人员认为端粒的长度在肿瘤干细胞的分化中可能也起到重要作用。(作者:马驰)

参考文献:《Cell Stem Cell》2013;12:479-486

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