Cell：Caspase酶在细胞分化过程中起关键作用

　　

休斯顿Baylor医学院的研究者称，胚胎干细胞走向分化或是走向死亡的程序是相同的。研究者的这些研究成果发表在Cell子刊 Stem Cell上。

 

 Thomas Zwaka博士（Baylor医学院干细胞和再生医学研究中心的助理教授）说， Caspases（半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶）是众所周的“自杀性酶”，它能激活细胞的程序性死亡，还能激活细胞初期的分化。

 

研究胚胎干细胞是了解分化的基础，早期的干细胞经过分化形成各种组织和器官。科学家们渴望了解这些多功能性的胚胎干细胞，因为胚胎干细胞几乎能分化成体内任意一种类型的细胞。不过，它们只面对一种命运，它们通过自我调控的回路几乎拥有无限的自我更新能力，这个自我调控回路中包括几种关键的转录因子（如，Oct4，Nanog）。（转录因子与DNA结合将遗传信息传递至RNA上）

Zwaka 说，Caspases在不同情况下的不同功能令我们惊讶。不过，其中的一些功能比其他的功能更具有研究意义。

 

Zwaka说，从科学的角度来看，程序性细胞死亡（细胞凋亡）是细胞分化功能的一个具体的功能分支（由于各种原因导致细胞经历着凋亡或是程序性死亡，目的都在于维持组织或是机体的健康）。

在Zwaka的实验室中，他和Baylor医学院的同事发现，在细胞死亡和细胞分化的过程中存在一个交迭，这个过程与caspases酶家族有关。

 

他说，Caspases可激发细胞分化，假如你去除一些特殊的caspases酶，那么干细胞可能就存在分化障碍。接下来我们人工地增加caspases的活性就能看到细胞分化。如果我们进一步加大caspases酶的活性强度，就会出现细胞程序性死亡。

 

研究结果显示，caspases是一种蛋白酶或者说是一种分子剪刀，它能切断或剪断特定位置的蛋白。最为特殊的是caspase能切断Nanog，Nanog是胚胎干细胞维持自我更新的关键转录因子。

Zwaka说，这是一个概念验证的研究，在细胞死亡和分化间存在强烈的联系。我们希望这是一种普遍的理论，我们能在其他的干细胞中应用该理论。

 

研究结果影响其他相关的研究。我们的目的使细胞程序性死亡变得可操作化，以caspase为靶位的研究能帮助机体已分化的细胞走向胚胎干细胞的死亡命运。例如，在caspase剪切的位点上操作Nanog可以减少程序性死亡研究中病毒的使用量，提高研究技巧。（生物通张欢编译）