最新《Cell》封面:干细胞“衰老”

【字体: 时间:2008年10月22日 来源:生物通

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  霍德华休斯医学院,密歇根大学干细胞生物学中心,罗伯特•伍德•约翰逊医学院(Robert Wood Johnson Medical School)的研究人员发现了随着年龄的增加,干细胞中的Hmga2这种转录调控因子的表达量逐渐减少,从而进一步了解了干细胞功能衰退的原因。这一研究成果公布在10月17日的《Cell》杂志封面上,封面以蛋糕上点燃的蜡烛来比喻干细胞的“衰老”。

  

生物通报道:来自霍德华休斯医学院,密歇根大学干细胞生物学中心,罗伯特•伍德•约翰逊医学院(Robert Wood Johnson Medical School)的研究人员发现了随着年龄的增加,干细胞中的Hmga2这种转录调控因子的表达量逐渐减少,从而进一步了解了干细胞功能衰退的原因。这一研究成果公布在10月17日的《Cell》杂志封面上,封面以蛋糕上点燃的蜡烛来比喻干细胞的“衰老”。


文章的通讯作者就是美国中西部大学中干细胞研究的顶级人物Sean Morrison博士,近些年来Morrison博士频频的在《Nature》《Cell》这些著名杂志上发表干细胞研究的文章。去年他的《Nature》文章颠覆了长久以来认为干细胞不是对称分裂的假说,一般认为干细胞避免使用经典的细胞分裂方式,从而保持自身正确性,不断创造出健康的子细胞。这项究却彻底颠覆了这种认识,哺乳动物造血干细胞的分裂方式与其他细胞并无二致,它们自身的染色体在子代中是随机分配的。另外一篇《Cell》文章确定出了首个维护胎小鼠造血干细胞所需要的基因Sox17,从而为胎儿造血干细胞和成体造血干细胞区分开来提供了重要线索,也就是说改写了之前的干细胞分类法。

这两篇文章对于干细胞研究来说十分重要,而在这篇《Cell》文章中,Morrison博士领导的研究小组发现在胚胎神经干细胞中,一种转录调节子Hmga2表达量很高,然而随着个体年龄的增长,这种表达将会逐渐减弱。为了搞清楚原因,研究人员将注意力定位在了肿瘤抑制因子:p16Ink4a上。

在生命进程中,干细胞一直进行着自我更新的分裂,但是随着年龄的增长,这种自我更新、维持的能力会不断减弱,造成这一现象的原因之一就是p16Ink4a的表达增强。

在这篇文章中,研究人员发现Hmga2表达减弱的部分原因就是在于小分子RNA let-7b表达的增加:缺乏Hmga2的小鼠在胚胎以及年幼时期中枢和周围神经系统都表现出干细胞数量的减少,以及自我更新的减弱,然而这种现象不会发生于年长的成年小鼠。

而且在缺乏Hmga2的胚胎以及幼年小鼠干细胞中,p16Ink4a和p19Arf的表达都会有所增加,而删除p16Ink4a和p19Arf就能部分恢复干细胞自我更新的能力,这些都说明了let-7b的过度表达能减少Hmga2表达,同时促进p16Ink4a和p19Arf的表达。

通过这些研究数据,研究人员认为Hmga2能通过降低p16Ink4a和p19Arf的表达来实现促进胚胎、幼年小鼠干细胞自我更新的目的。

(生物通:张迪)

原文摘要:

Hmga2 Promotes Neural Stem Cell Self-Renewal in Young but Not Old Mice by Reducing p16Ink4a and p19Arf Expression

Stem cells persist throughout life in diverse tissues by undergoing self-renewing divisions. Self-renewal capacity declines with age, partly because of increasing expression of the tumor suppressor p16Ink4a. We discovered that the Hmga2 transcriptional regulator is highly expressed in fetal neural stem cells but that expression declines with age. This decrease is partly caused by the increasing expression of let-7b microRNA, which is known to target HMGA2. Hmga2-deficient mice show reduced stem cell numbers and self-renewal throughout the central and peripheral nervous systems of fetal and young-adult mice but not old-adult mice. Furthermore, p16Ink4a and p19Arf expression were increased in Hmga2-deficient fetal and young-adult stem cells, and deletion of p16Ink4a and/or p19Arf partially restored self-renewal capacity. let-7b overexpression reduced Hmga2 and increased p16Ink4a/p19Arf expression. Hmga2 thus promotes fetal and young-adult stem cell self-renewal by decreasing p16Ink4a/p19Arf expression. Changes in let-7 and Hmga2 expression during aging contribute to the decline in neural stem cell function.

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