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为探究绿原酸（CGA）对人胚胎干细胞（hESCs）代谢影响，研究发现其可促进 FAO，增强细胞增殖和脂质合成。
《绿原酸促进脂肪酸 β 氧化增加人胚胎干细胞增殖和脂质合成》研究解读
在生命科学的微观世界里，干细胞一直是备受瞩目的 “明星”。尤其是人胚胎干细胞（hESCs），它拥有令人惊叹的能力，既能不断自我更新，又能分化成各种成年细胞，这为再生医学带来了无限可能，比如组织替换治疗，有望让受损的组织和器官重获新生。然而，hESCs 的培养和调控却面临诸多挑战，就像驾驶一艘精密却又充满未知的宇宙飞船，每一个操作都需要精准无误。
其中，细胞代谢对 hESCs 的自我更新、静止和分化起着关键的调控作用。不同的代谢途径就像是飞船上复杂的动力系统，为细胞的各种活动提供能量和代谢产物。比如，胚胎干细胞（ESCs）独特的代谢模式与分化细胞不同，它们增强糖酵解和谷氨酰胺氧化来支持自我更新。但目前，人们对于 hESCs 代谢的理解还不够深入，不知道如何更好地优化培养条件，让这些 “小宇宙” 在体外更好地生长和发挥作用。
在脂质代谢方面，脂肪酸 β 氧化（FAO）这条途径意义重大。它不仅能高效产生能量，还是脂质合成的重要原料来源，而且与细胞生长、代谢平衡以及代谢相关的表观遗传修饰信号通路紧密相连。然而，FAO 在 hESCs 增殖中的分子机制却像一团迷雾，亟待科学家们去揭开。
绿原酸（CGA）是一种在植物中广泛存在的生物活性膳食多酚，它就像一个多面手，具有抗氧化、抗菌、抗病毒等多种药理作用。之前的研究发现它在 FAO 中可能扮演重要角色，但它在 hESCs 中调节脂肪酸代谢的具体作用和机制仍然是个谜。
为了攻克这些难题，浙江中医药大学附属温州中医院、温州医科大学等机构的研究人员展开了深入研究。他们以 H9 hESCs 细胞系为研究对象，希望找到 CGA 与 hESCs 代谢之间的秘密联系。这项研究成果发表在《Scientific Reports》上，为该领域带来了新的曙光。
研究人员在此次研究中使用了多种关键技术方法。在细胞层面，利用细胞活力测定（如 CCK8 法）检测细胞活性，碱性磷酸酶染色评估细胞增殖能力；在基因和蛋白层面，通过 RNA 测序（RNA-seq）分析基因表达变化，实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）验证基因表达，免疫荧光染色检测蛋白表达和定位；在代谢层面，运用 Compass 预测分析代谢物变化。
下面让我们详细看看研究结果：
- CGA 提升 H9 细胞中 NANOG 表达和增殖：研究人员将不同浓度的 CGA 加入 E8 培养基中培养 H9 hESCs。结果发现，100 μg/ml 的 CGA 对细胞活力没有显著影响，而 1000 μg/ml 的 CGA 则表现出低毒性。进一步研究发现，100 μg/ml 的 CGA 能增加 H9 hESCs 的集落大小，显著上调 NANOG 的表达，而对 POU5F1 和 SOX2 的表达没有影响，这表明 CGA 具有促进 hESCs 增殖和提升 NANOG 表达的潜力。
- CGA 通过激活 FAO 增强 H9 细胞的脂质合成和增殖：对 CGA 处理的 H9 细胞进行 RNA-seq 分析，发现差异表达基因与 MAPK 失活、细胞周期调节和脂肪酸代谢等途径相关，暗示 CGA 可能增强 hESCs 中的 FAO。利用抑制剂实验，发现抑制 FAO 后，CGA 诱导的脂质合成和细胞增殖相关基因的表达变化被逆转，代谢物检测也证实了这一点，说明 CGA 通过激活 FAO 促进 hESCs 的脂质合成和增殖。
- CGA 维持 H9 细胞的多能性：分析不同处理组 H9 细胞的转录组，发现 CGA 和 TMZ 处理后，多能性基因 POU5F1、POU3F1、SOX2 等的转录模式没有显著变化，仅 NANOG 表达上调，且这种上调可能不依赖于 FAO。ScoreCard 分析表明 CGA 不影响 hESCs 的分化潜能，说明 CGA 对 hESCs 的多能性没有明显影响。
- CGA 调节 H9 细胞的代谢状态：研究发现，CGA 处理后，与糖酵解、三羧酸循环（TCA cycle）、氧化磷酸化（OXPHOS）和一碳代谢相关的基因表达显著增加，且多数基因在 CGA + TMZ 处理后表达恢复。Compass 预测代谢物变化也得到类似结果，同时发现 CGA 对 DNA 和组蛋白甲基化影响较小，表明 CGA 可调节 hESCs 的代谢状态而不显著影响 DNA 和组蛋白甲基化。
- CGA 诱导 H3K27 高乙酰化促进 H9 细胞的脂质合成：由于 FAO 产生的乙酰辅酶 A 可参与脂质合成和组蛋白乙酰化，研究人员推测 CGA 处理可能影响组蛋白乙酰化。通过免疫荧光染色和 CUT&Tag 技术分析发现，CGA 处理后 H3K27ac 水平显著增加，且主要发生在基因启动子区域，与脂肪酸代谢相关基因的表达上调有关，说明 CGA 通过诱导 H3K27 高乙酰化促进脂质合成。
研究结论和讨论部分指出，本研究揭示了 CGA 在 hESCs 中的重要作用。CGA 通过激活 FAO，促进细胞增殖和脂质合成，其机制是 FAO 产生的乙酰辅酶 A 一方面作为脂质合成的底物，另一方面诱导 H3K27 高乙酰化，增强脂质代谢相关基因的表达。这一发现不仅为理解 hESCs 的代谢调控机制提供了新的视角，还为优化 hESCs 的体外培养提供了潜在的策略，在再生医学领域具有重要的理论和实践意义。未来，研究人员可以进一步探索 CGA 在 hESCs 分化过程中的作用，以及 FAO 激活与 NANOG 表达之间更深入的联系，为干细胞治疗和相关疾病的研究开辟新的道路。
