MicroRNA如何影响干细胞命运

【字体: 时间:2008年03月07日 来源:生物通

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  来自美国Gladstone心血管疾病研究所(GICD)和加州大学洛杉矶分校的研究人员首次确定出microRNA分子如何影响多功能胚胎干细胞分化成心肌。这项研究的结果公布在新一期的《Cell Stem Cell》杂志上,研究人员阐明了两种microRNA分子——miR-1和miR-133不但能够刺激心肌的形成,而且还能够抑制使多功能胚胎干细胞发育成神经元或骨骼的基因。

   

生物通报道:来自美国Gladstone心血管疾病研究所(GICD)和加州大学洛杉矶分校的研究人员首次确定出microRNA分子如何影响多功能胚胎干细胞分化成心肌。这项研究的结果公布在新一期的《Cell Stem Cell》杂志上,研究人员阐明了两种microRNA分子——miR-1和miR-133不但能够刺激心肌的形成,而且还能够抑制使多功能胚胎干细胞发育成神经元或骨骼的基因。

 

研究人员表示,想要知道多功能干细胞如何用于治疗,就必须首先了解影响细胞命运的各种过程和因子。这项研究证实,microRNA能够指导多功能干细胞如何变成特定细胞,而且还能够使这些细胞不会发育成不正确的细胞类型。

 

胚胎干细胞分化程心脏细胞或其他类型的成熟细胞是一个非常复杂的过程,牵涉了许多因子。microRNA(miRNA)似乎充当了可变电阻器来微调细胞中的重要蛋白。目前确定出的人类miRNA已经超过了450种,它们每一个都被认为能够调节数百甚至数千蛋白的表达,而这些蛋白可能决定着细胞的分化。

 

尤其重要的是,他们发现miR-1和miR-133在心脏细胞形成初期阶段活动,即当胚胎干细胞首先决定变成中胚层时。胚胎干细胞中miR-1或miR-133的活动能导致刺激中胚层形成的基因被开启。而且,它们还导致其他可能告诉细胞变成外胚层或内胚层的基因被关闭。

 

研究人员评价说,他们的发现使人们对细胞和心脏形成必须得基因的调节有了更深入的认识。研究人员表示,通过更好地了解这种复杂的系统,他们将来可能确定出治疗或预防儿童和成人心脏疾病的方法。

此前,来自Whitehead Fellow Fernando Camargoo实验室的科学家发现了首个在免疫系统早期预警系统(先天免疫应答)中起关键作用的miRNA。在这项发表在2月17日的《自然》杂志上的研究揭示出,microRNA-223控制着粒细胞(granulocytes)的产生和活化。粒细胞是一种对寄主抵御入侵病原物至关重要的白细胞。这些发现对炎症和白血病的治疗具有重要意义。

microRNA-223的独特之处是它的表达完全局限在免疫系统的一个特殊分支中。研究人员发现microRNA-223对免疫系统的先天免疫分支的功能和发育非常关键。他们的工作揭示出,microRNA-223在生理上微调粒细胞的产生和功能,从而控制它们的生产和活性。

这项研究表明,microRNA-223靶向Mefc2——一种促进粒细胞前体细胞增殖的转录因子。通过敲除Mefc2,研究人员发现microRNA-223的一些功能被消除。

研究组还证实,缺少了microRNA-223表达的小鼠,其骨髓和血液中的粒细胞数量是正常情况的三倍。而且,粒细胞成熟的更快,对刺激物的反应也更强烈。这种增加的活性导致组织发炎和肺脏损伤。

如果肺脏发生了感染,粒细胞就会迁移到感染位点并进行攻击。一旦感染被消除,粒细胞就会迁移出去,并安定下来。

Camargo实验室计划对这种microRNA分子对疾病的影响进行进一步的研究。他们的眼睛就表明,microRNA-223能够精细调节粒细胞的产生和功能。由于许多类型的白血病表达microRNA-223水平降低,因此研究人员将会分析这种microRNA的沉默如何导致这种疾病的发生。(生物通雪花)

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