上海百蕊告訴你：干細(xì)胞維持“干”性的秘訣

Whitehead研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞在分裂的時(shí)候能夠區(qū)分衰老和年輕的線粒體，并將它們不對(duì)稱的分配給子細(xì)胞。繼續(xù)保持“干"性的子細(xì)胞主要分到年輕的線粒體，而分化的子細(xì)胞主要分到衰老的線粒體。這項(xiàng)研究發(fā)表在本周的Science雜志上。

這種細(xì)胞內(nèi)容物的不對(duì)稱分配，可能是干細(xì)胞防止損傷累積的一種機(jī)制。“年輕線粒體是有好處的，"Whitehead研究所的David Sabatini說(shuō)。“干細(xì)胞知道這一點(diǎn)，并且想出了丟掉衰老組分的方法。"

不對(duì)稱細(xì)胞分裂是干細(xì)胞的標(biāo)志。一般細(xì)胞平均分為兩個(gè)命運(yùn)相同的子細(xì)胞，但干細(xì)胞分裂會(huì)生成一個(gè)干細(xì)胞和一個(gè)進(jìn)行分化的細(xì)胞。在此之前人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，非哺乳類生物能夠在細(xì)胞分裂時(shí)不對(duì)稱分配受損的部件。

研究人員對(duì)類似干細(xì)胞的永生化人乳腺上皮細(xì)胞進(jìn)行了研究。這些細(xì)胞表達(dá)與干細(xì)胞狀態(tài)有關(guān)的基因（即干性基因），而且能夠形成乳腺球結(jié)構(gòu)。為了在細(xì)胞分裂過(guò)程中追蹤亞細(xì)胞組分的命運(yùn)，Pekka Katajisto等人用熒光蛋白標(biāo)記了溶酶體、線粒體、高爾基體、核糖體和染色質(zhì)，這種標(biāo)記會(huì)在紫外光照射下發(fā)光。

研究顯示，正常上皮細(xì)胞會(huì)將這些組分對(duì)稱分配給子細(xì)胞，而類似干細(xì)胞的永生化乳腺上皮細(xì)胞將大部分衰老線粒體傳遞給要分化的子細(xì)胞。這些細(xì)胞中的衰老線粒體大約是保持干性子細(xì)胞的六倍。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，衰老線粒體較少的子細(xì)胞能夠形成更多的乳腺球，說(shuō)明這些細(xì)胞更類似干細(xì)胞。進(jìn)一步研究顯示，用化合物干擾細(xì)胞的線粒體質(zhì)控機(jī)制，會(huì)阻止衰老線粒體和年輕線粒體的不對(duì)稱分配，導(dǎo)致子細(xì)胞喪失干細(xì)胞特征。這些結(jié)果說(shuō)明，干細(xì)胞分裂過(guò)程中衰老線粒體的不對(duì)稱分配是下一代細(xì)胞維持干性的必要條件。

“雖然我們不知道干細(xì)胞如何識(shí)別線粒體的老化，但強(qiáng)行平均分配衰老線粒體會(huì)使子細(xì)胞全部喪失干性，"Katajisto說(shuō)。“人們也許可以在此基礎(chǔ)上想辦法對(duì)抗干細(xì)胞耗竭和衰老。" 目前Katajisto正在研究其他細(xì)胞類型是否也存在這一現(xiàn)象，并計(jì)劃進(jìn)行活體研究。