影響干細胞形成的兩個蛋白

向基因組中插入了四個蛋白質的基因，使成熟的人類細胞轉變成了類早期干細胞的狀態，這一技術稱為細胞重編程(Reprogramming)。重編程后的細胞有發育成任意類型細胞的能力，稱為細胞的多能性。人們一直希望由人類成熟細胞轉化成的多能干細胞有朝一日能新的組織或器官，用以修復或替代人類的損傷組織或患病組織。細胞重編程過程中，它會關閉由葡萄糖產生能量的新陳代謝通路，該通路發生在有氧條件下的線粒體，繼而啟用無氧條件下的糖酵解通路。能量產生通路的轉變對胚胎細胞和組織干細胞很重要，因為它們必須在低氧環境下生存。

此次研究，研究人員通過對缺氧誘導因子1α和2α(Hypoxia-induced factor 1α and 2α，HIF1α和HIF2α)的功能缺失分析。研究發現這兩種蛋白質對細胞重編程產生干細胞是必需的，他們會調控一些下游基因顯著改變細胞行為。為了更詳細地了解HIF1α和HIF2α對細胞的影響，研究人員分別激活其中一種，發現當HIF1α單獨被激活時，細胞進入糖酵解通路，由此產生更多的誘導型多能干細胞。然而單獨激活HIF2α時，細胞不會轉化為干細胞。如果同時激活HIF1α和HIF2α，HIF2α會勝出，阻斷干細胞的形成。深入挖掘發現HIF2α在細胞重編程初期的確能促進細胞向糖酵解通路轉換，但當該過程持續時間太長時，HIF2α能上調腫瘤壞死因子相關的誘導凋亡配體(TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)的表達，該配體會誘導干細胞凋亡，阻斷干細胞的產生。因而，HIF2α既能促進細胞多能性，也能抑制細胞多能性，這取決于細胞重編程的不同時期。