2021年3月25日

研究人员描述了胚胎干细胞如何在再生医学中保持最佳条件

由Javier Muñoz领导的西班牙国家癌症研究中心(CNIO)蛋白质组学核心单元的科学家们描述了迄今为止未知的机制，这些机制涉及将胚胎干细胞维持在可能的最佳状态，以用于再生医学。他们的研究结果发表在自然通讯，将有助于找到治疗脑中风、心脏病或阿尔茨海默病或帕金森病等神经退行性疾病的新型干细胞疗法。

Naïve多功能干细胞，做研究的理想选择

胚胎干细胞(ESCs)是一种多能细胞，可以生长成所有类型的体细胞，这一特性对研究人员和再生医学非常有用。有两种类型的多能性:naïve和primed。在胚胎发育期间，naïve状态出现在启动状态之前。Naïve ESCs具有分化为任何细胞类型的潜力。因此，它们在研究中更有相关性。然而，naïve状态是不稳定的，因为naïve ESCs不断接收调节向启动状态过渡和自我更新的信号。了解调节多能状态的机制很重要，因为它们可能有助于在ESC培养中实现稳定的naïve多能干细胞的长期维持。

传统上，naïve ESC培养的维持是基于抑制调节细胞分化的两种信号通路，即2i培养方法。最近，naïve ESCs一直采用完全不同的方法，即抑制Cdk8/19, a蛋白质这调节了许多基因的表达，包括帮助维持naïve状态的基因。“虽然这两种方法都用于培养naïve细胞，但我们对其中的机制知之甚少，”领导这项研究的Javier Muñoz说。

现在，利用蛋白质组学(基因组中编码的蛋白质的大规模表征)，CNIO的科学家们描述了大量有助于稳定这些有价值的ESC的分子事件。“这是蛋白质组学首次在这种情况下使用，”来自CNIO蛋白质组学核心单元的Ana Martínez del Val说，他是这篇文章的第一作者。“我们在多个层面上分析了机制。首先，我们进行了磷酸化蛋白质组学分析，研究磷酸化蛋白质。磷酸化调节蛋白质功能(通过激活或抑制它们)。其次，我们分析了这些蛋白的表达。最后，我们确定了代谢物(反应中间体或最终产物)的变化。通过我们的综合方法，我们对ESC高度可塑性的原因有了准确的了解，”Martínez del Val解释道。

这项研究的结果可能会对某些类型的癌症研究产生影响。我们知道“对Cdk8的抑制通过增强肿瘤抑制因子导致急性髓系白血病细胞增殖减少”，并且“Cdk8是一种结直肠癌致癌基因”。“Cdk8的活性在某种程度上是神秘的，因为它的功能随着细胞环境的不同而有很大的变化，”Muñoz说。“我们已经确定了一些迄今为止未知的Cdk8靶点。这有助于理解这种蛋白质在其他生物学背景下调节的功能。”

用蛋白质组学超越基因组学

CNIO团队的这项研究表明，在癌症研究策略中需要更多地关注蛋白质组学。

在过去的几十年里，对疾病的研究和治疗取得了巨大的进展，这得益于分子生物学中使用的技术。最常用的两种技术是基因组学和转录组学，前者是对DNA序列的分析，DNA序列是携带我们所有遗传信息的分子，后者是对RNA转录组的研究，RNA转录组是转化为蛋白质的分子。蛋白质是直接参与生命所必需的化学过程的大分子。的蛋白质组学这种方法是最近才被生物医学研究者采用的。bob88体育平台登录在过去的15年里，蛋白质组学取得了很大的发展势头，但它已经成为基因组学和转录组学重新开始的必要条件。基因组学和蛋白质组学研究的是蛋白质产生之前的过程。Martínez del Val说:“我们使用蛋白质组学来研究蛋白质的许多特性，这些特性无法通过研究DNA或RNA来分析”，这是极其重要的，因为“蛋白质负责蛋白质内部发生的一系列基本生命功能细胞Muñoz补充道。