PNAS：用維生素抹去表觀遺傳學(xué)記憶

2016年10月07日訊 維生素A和C不僅有益健康，它們還會(huì)影響你的DNA。Babraham研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)，維生素A和C會(huì)通過(guò)兩種不同的途徑令細(xì)胞“失憶”，這些信息對(duì)于再生醫(yī)學(xué)和細(xì)胞重編程有重要的意義。

多能干細(xì)胞可以分化為多種不同類(lèi)型的細(xì)胞，比如腦細(xì)胞、心臟細(xì)胞和肺細(xì)胞。早期胚胎就含有這樣的細(xì)胞，即胚胎干細(xì)胞ESC。在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，我們需要迫使患者成體細(xì)胞“忘記”自己的身份，回到類(lèi)似胚胎干細(xì)胞的多能性狀態(tài)。

每一種細(xì)胞都有獨(dú)特的表觀遺傳學(xué)指紋，賦予并維持相應(yīng)的基因表達(dá)模式。要將細(xì)胞逆轉(zhuǎn)回多能性狀態(tài)，就必須抹去這層表觀遺傳學(xué)信息。研究人員特別對(duì)胞嘧啶甲基化進(jìn)行了研究。與已建立的細(xì)胞類(lèi)型相比，胚胎干細(xì)胞的胞嘧啶甲基化水平比較低。去甲基化是獲得多能性和抹去表觀遺傳學(xué)記憶的核心。

TET是主動(dòng)去除胞嘧啶甲基化的一種酶。為了在細(xì)胞重編程過(guò)程中操縱TET的活性，研究人員對(duì)控制TET活性的分子信號(hào)進(jìn)行了研究。他們發(fā)現(xiàn)，維生素A可以增加TET酶在細(xì)胞中的含量，由此促進(jìn)表觀遺傳學(xué)記憶的消除，更多的去除胞嘧啶甲基化標(biāo)簽。維生素C能再生TET所需的一個(gè)輔因子，進(jìn)而提高TET的活性。研究人員指出，維生素A和C通過(guò)不同的機(jī)制增強(qiáng)去甲基化，它們協(xié)同起作用。

2014年12月，McMaster大學(xué)的科學(xué)家們?cè)贜ature Communications雜志上發(fā)表文章指出，來(lái)自成體細(xì)胞的人類(lèi)干細(xì)胞會(huì)“記得”它們?cè)?jīng)的身份，傾向于再次成為那樣的細(xì)胞。也就是說(shuō)，要幫助乳腺癌患者進(jìn)行組織再生最好一開(kāi)始就選乳腺細(xì)胞。

2015年12月，麻省總醫(yī)院等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們?cè)贜ature雜志上展示了一些參與這種細(xì)胞記憶的基因。他們的研究指出，這些基因受到抑制時(shí)可有效地消除細(xì)胞的記憶，使得細(xì)胞更容易重編程。不過(guò)，今年1月Stem Cell Reports雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究對(duì)此提出了挑戰(zhàn)。這項(xiàng)研究表明，來(lái)源于不同組織的iPSC對(duì)重編程同樣敏感。

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