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蛋白FIP200在神經(jīng)干細(xì)胞維持和分化中起關(guān)鍵作用
點(diǎn)擊次數(shù)：237 發(fā)布時(shí)間：2013-5-14
在我們的大腦深處,一群干細(xì)胞時(shí)刻準(zhǔn)備著在zui需要它們的時(shí)間和地點(diǎn)產(chǎn)生新的腦細(xì)胞和神經(jīng)元.當(dāng)處于*性的準(zhǔn)備狀態(tài)時(shí),它們隨時(shí)準(zhǔn)備分化為當(dāng)我們的細(xì)胞衰老或遭受損傷時(shí)可能需要的任何一種類型的神經(jīng)元.
如今,在一項(xiàng)新的研究[1]中,來自美國密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員揭示出這群干細(xì)胞維持這種狀態(tài)的一個(gè)關(guān)鍵性途徑：通過內(nèi)部"大掃除",清除這些細(xì)胞內(nèi)的垃圾,從而讓它們自己保持干細(xì)胞狀態(tài).他們?cè)谛∈篌w內(nèi)證實(shí)一種被稱作FIP200（focal adhesion kinase family interacting protein of 200 kD, 即分子量大小為200kD的黏著斑激酶家族相互作用蛋白）的特定蛋白控制著神經(jīng)干細(xì)胞中的這種清除過程.缺乏FIP200時(shí),這些關(guān)鍵性的干細(xì)胞遭受著它們自己的廢棄物的損害,并且它們變成其他類型的細(xì)胞的能力也降低了.相關(guān)研究結(jié)果于2013年3月31日在線發(fā)表在Nature Neuroscience 期刊上,論文標(biāo)題為"FIP200 is required for maintenance and differentiation of postnatal neural stem cells".
這是證實(shí)這種被稱作自吞噬（autophagy）的細(xì)胞自我清除過程在神經(jīng)干細(xì)胞中發(fā)揮著重要作用.這些發(fā)現(xiàn)可能有助于解釋為何衰老的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)更容易患病或遭受*性損傷：這是因?yàn)榧?xì)胞的自吞噬速度下降阻止身體派遣干細(xì)胞來替換受損或患病的細(xì)胞.如果這些在小鼠體內(nèi)的發(fā)現(xiàn)也適用于人體的話,那么這項(xiàng)研究可能提供新的方法來預(yù)防或治療神經(jīng)疾病.
在一項(xiàng)相關(guān)的發(fā)表在Autophagy期刊上的綜述性論文[2]中,密歇根大學(xué)科學(xué)家們和來自世界各地的同事們討論了越來越多的證據(jù)證實(shí)自吞噬在胚胎干細(xì)胞、多種類型的組織干細(xì)胞和腫瘤干細(xì)胞中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用.
隨著科學(xué)家們繼續(xù)開發(fā)基于干細(xì)胞的療法,人們將更加深入地理解自吞噬在保持干細(xì)胞的健康和分化為不同類型細(xì)胞的能力上發(fā)揮著重要作用.
論文通訊作者Jun-Lin Guan博士說,"我們已很好地理解神經(jīng)干細(xì)胞產(chǎn)生新的神經(jīng)元的過程和這種過程的重要性,但是在分子水平上,這種過程的機(jī)制尚不明確.在這項(xiàng)研究中,我們證實(shí)自吞噬在神經(jīng)干細(xì)胞維持和分化中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,并證實(shí)它發(fā)揮作用的機(jī)制."
他說,通過自吞噬,神經(jīng)干細(xì)胞能夠調(diào)節(jié)活性氧（reactive oxygen species, ROS）的水平,其中ROS能夠在神經(jīng)干細(xì)胞駐留的大腦區(qū)域中的低氧環(huán)境內(nèi)堆積.異常高水平的ROS能夠?qū)е律窠?jīng)干細(xì)胞開始分化.
2010年,研究人員已證實(shí)FIP200在另一種被稱作造血干細(xì)胞的干細(xì)胞中也發(fā)揮著重要作用.在這種干細(xì)胞中,剔除編碼FIP200的基因?qū)е滤鼈兇罅糠至?并且zui終被耗竭.但在當(dāng)前的這項(xiàng)新的研究中,他們證實(shí)剔除FIP200基因?qū)е律窠?jīng)干細(xì)胞死亡和ROS水平上升,而且只有加入抗氧化劑N-乙酰半*（N-acetylcysteine）才能抵消這些影響.
Guan說,明顯的是,自吞噬在多種類型的干細(xì)胞中發(fā)揮著重要作用.在那篇發(fā)表在Autophagy期刊上的綜述性論文中,研究人員詳細(xì)地討論了科學(xué)家們當(dāng)前已知的這種過程在造血干細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞、腫瘤干細(xì)胞、心臟干細(xì)胞和間充質(zhì)干細(xì)胞中的作用.
研究人員當(dāng)前也正在研究自吞噬在乳腺癌干細(xì)胞中的作用,這是因?yàn)樵谶@種腫瘤干細(xì)胞中,剔除FIP200會(huì)影響腫瘤抑制基因p53的活性.此外,他們將研究除了FIP200之外,p53和另一種自吞噬過程的關(guān)鍵性蛋白組分 p62在神經(jīng)干細(xì)胞自我更新和分化中的重要性.