Cell子刊:皮肤自我更新的奥秘

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2012年07月09日 来源:生物通

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  生物通报道:加州大学圣地亚哥医学院的研究人员发现,人类表皮祖细胞和干细胞通过控制转录因子来避免过早分化,保持其生成新皮肤细胞的能力。该文章发表在7月6日的Cell Stem Cell杂志上。

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生物通报道:加州大学圣地亚哥医学院的研究人员发现,人类表皮祖细胞和干细胞通过控制转录因子来避免过早分化,保持其生成新皮肤细胞的能力。该文章发表在76日的Cell Stem Cell杂志上。

这项研究显示了胞外体及其基因转录的重要性,有望引导研究者研发皮肤病及干细胞/祖细胞相关疾病的新治疗手段。

干细胞能无限分化为任何细胞类型,而祖细胞只能分化为特定类型的细胞,且分化次数有限。

人类的皮肤会自我更新。人类表皮深处的祖细胞和干细胞能不断产生新皮肤细胞,随后这些新生角质形成细胞逐步升至皮肤表面,最后脱落。这些干细胞和祖细胞通过胞外体来维持细胞健康。胞外体是约含有11种蛋白质的复合物,负责降解和回收RNA片段,如耗竭或出错的mRNA,出错的mRNA会翻译成异常蛋白而危害细胞。

“简单的说,”助理教授George L. Sen说,“胞外体的功能就是细胞中的监视体系,调控RNA的正常流通同时摧毁出错的RNA。”

干细胞和祖细胞通过调节增殖和分化间的平衡,维持其所在的组织。研究人员发现人类胞外体对维持祖细胞功能非常重要。一些胞外体亚基在表皮祖细胞中的表达量升高,而这是祖细胞保持增殖能力并防止过早分化所必须的。

研究人员发现表皮中的胞外体靶标并摧毁编特定转录因子的mRNA。在表皮祖细胞中胞外体通过降解表皮分化必须的转录因子GRHL3,使细胞保持未分化状态。而胞外体复合物的一个关键亚基PM/Scl-75EXOSC9)的损失,会造成祖细胞区细胞损失、过早分化和表皮组织损失。研究证明EXOSC9通过mRNA降解,将GRHL3的转录控制在低水平,从而促进表皮祖细胞自我更新并防止过早分化。在接到诱导分化的信号后,祖细胞丧失特定胞外体亚基的表达,细胞GRHL3蛋白水平增高,从而促使祖细胞分化。

研究说明通过mRNA降解对分化特异性转录因子进行调控,对于哺乳动物组织中的祖细胞维持是必要的。“如果祖细胞中的胞外体丧失功能,”Sen说,“祖细胞会因为GRHL3水平升高而过早分化,从而最终造成表皮组织的损失。”

Sen说,如果以后研究发现了与皮肤病或其他疾病有关的胞外体基因突变,这一发现就特别有帮助。“近来有研究显示胞外体复合物一个亚基的隐性突变会引起脑桥小脑发育不全,这是一种罕见的神经障碍,患者大脑发育受损或者部分萎缩,”Sen说。“而这就很可能与祖细胞损失有关。我们的研究成果能为研发相应治疗药物提供帮助。”

(生物通编辑:叶予)

生物通推荐原文摘要:

Progenitor Function in Self-Renewing Human Epidermis is Maintained by the Exosome

Stem and progenitor cells maintain the tissue they reside in for life by regulating the balance between proliferation and differentiation. How this is done is not well understood. Here, we report that the human exosome maintains progenitor cell function. The expression of several subunits of the exosome were found to be enriched in epidermal progenitor cells, which were required to retain proliferative capacity and to prevent premature differentiation. Loss of PM/Scl-75 also known as EXOSC9, a key subunit of the exosome complex, resulted in loss of cells from the progenitor cell compartment, premature differentiation, and loss of epidermal tissue. EXOSC9 promotes self-renewal and prevents premature differentiation by maintaining transcript levels of a transcription factor necessary for epidermal differentiation, GRHL3, at low levels through mRNA degradation. These data demonstrate that control of differentiation specific transcription factors through mRNA degradation is required for progenitor cell maintenance in mammalian tissue.

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