干细胞研究新进展：调控新成员

　　

生物通综合：来自创价大学（Soka University）细胞生物学实验室，东京大学生物物理学及生物化学系等处的研究人员发现硫酸乙酰肝素（Heparan sulfate）碳水化合物能调控干细胞潜能，对胚胎干细胞的正常增殖和潜能非常重要。这一研究成果公布在《J. Biol. Chem》杂志上。

硫酸乙酰肝素（Heparan sulfate）是一种碳水化合物分子，它是细胞表面某些蛋白质的包被物，硫酸乙酰肝素酶是迄今为止在哺乳动物细胞中发现的唯一可以剪切胞外和细胞表面硫酸乙酰肝素多糖侧链的葡糖苷酸内切酶。在恶性肿瘤、炎症细胞以及胚胎组织等具有侵袭性组织中有较高的表达，肿瘤病人病灶部位的肝素酶mRNA表达量越高，病人存活期越短。在正常生理条件下，肝素酶基因及其表达蛋白的活性受到启动子甲基化、变化转录剪切、转录因子、蛋白质加工、pH环境以及免疫因子释放等多种内源因素的精确调控，以防止机体非正常恶性变化的发生。

一些细胞外因子，如LIF、BMP和Wnt，能阻断干细胞分化。LIF激活STAT3并通过诱导Myc阻断干细胞向非神经细胞分化。BMP/Smad信号通路通过诱导Id阻断干细胞向神经细胞分化。自分泌/旁分泌的Wnt/b-catenin信号通路通过诱导Nanog阻断干细胞向内胚层分化。FGF可能通过HS链状结构影响增殖。HS长链还通过某个未知因子发出信号，通过影响Oct3/4的表达调控增殖。

正是由于干细胞有不断的自我更新以及分化为各种成体细胞的能力才使它们拥有巨大的治疗潜力。研究者们一直希望揭示干细胞具有这些能力的原理，已经知道有若干蛋白质和生长因子在细胞内外起重要作用，但其分子机制基本还属于未知范畴。

很多干细胞相关因子都会与硫酸乙酰肝素分子相结合，因此Shoko Nishihara及其同事们检测了减少或阻断硫酸乙酰肝素对培养的小鼠干细胞产生的影响。

他们发现，缺少HS时，促进干细胞更新的三种主要细胞外因子（名为Wnt、FGF和BMP的蛋白质）无法正确的向细胞内传递信号。

因此，缺少HS的细胞生长缓慢，并且往往会自动分化为其他细胞，分化的比率和HS被抑制的程度相关。Nishihara及其同事认为，硫酸乙酰肝素可能是介导细胞内外促使干细胞更新信号的细胞表面元件，它有可能成为干细胞工程的重要靶标。

原文摘要：
J. Biol. Chem., Vol. 283, Issue 6, 3594-3606, February 8, 2008
Heparan Sulfate Regulates Self-renewal and Pluripotency of Embryonic Stem Cells*
『Abstract』