科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞器分配決定著干細(xì)胞命運

  當(dāng)大多數(shù)細(xì)胞發(fā)生分裂時，它們僅是產(chǎn)生更多的自己。但是負(fù)責(zé)修復(fù)受損組織的干細(xì)胞面臨著一種選擇：它們能夠產(chǎn)生更多的新的干細(xì)胞，或者分化為皮膚細(xì)胞、肝細(xì)胞或身體內(nèi)幾乎任何一種特定細(xì)胞類型。
  在一項新的研究中，來自美國洛克菲勒大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)這種關(guān)鍵性的決定取決于作為微小器官樣結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器是否在分裂中的干細(xì)胞內(nèi)正確地分配。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在 2017 年 2 月 3 日那期 Science 期刊上，論文標(biāo)題為 “Coupling organelle inheritance with mitosis to balance growth and differentiation”?！　　　≌撐耐ㄐ抛髡?、洛克菲勒大學(xué)羅賓 - 肯莫斯 - 諾伊斯坦哺乳動物細(xì)胞生物學(xué)與發(fā)育實驗室（Robin Chemers Neustein Laboratory of Mammalian Cell Biology and Development）主任 Elaine Fuchs 教授說，“為了讓身體的組織正確地發(fā)育和自我維持，干細(xì)胞的自我更新和分化必需保持精確平衡。我們的實驗提示著細(xì)胞器（在這項研究中，指的是過氧物酶體）的定位和分配在控制這種微妙平衡中發(fā)揮著一種意想不到的作用。”　　　　不對稱分裂　　　　作為皮膚的外部，表皮給身體提供一種保護(hù)性屏障，而干細(xì)胞位于它的內(nèi)部深處。在發(fā)育期間，干細(xì)胞發(fā)生不對稱分裂，產(chǎn)生兩個子細(xì)胞：一個子細(xì)胞保持自我更新的能力，仍然停留在內(nèi)部，而另一個子細(xì)胞發(fā)生分化，向往遷移，變成表皮外層的一部分?！　　　⊥ㄟ^研究發(fā)育中的小鼠皮膚，論文第一作者 Amma Asare 設(shè)計出一種方法來鑒定協(xié)助指導(dǎo)保持干性的子細(xì)胞和發(fā)生分化的子細(xì)胞處于平衡的基因。一種特定的蛋白 Pex11b 引起了她的關(guān)注。它與過氧物酶體膜結(jié)合。過氧物酶體是一種協(xié)助食物釋放能量的細(xì)胞器。　　　　Asare 證實這種蛋白的作用機制似乎是確保過氧物酶體位于合適的位置，因此它們能夠在兩個子細(xì)胞之間分配。在缺乏 Pex11b 的干細(xì)胞中，過氧物酶體不能均勻地分配，在一些情形下，一個子細(xì)胞獲得全部的過氧物酶體，而另一個子細(xì)胞則沒有獲得任何過氧物酶體。對于那些過氧物酶體分布受到破壞的干細(xì)胞而言，細(xì)胞分裂需要花費更長時間，而且作為分離子細(xì)胞遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，紡錘體并不能夠正確地對齊?！　　　sare 發(fā)現(xiàn)剔除干細(xì)胞中的 Pex11b 的最終結(jié)果是更少的子細(xì)胞能夠分化為成熟的皮膚細(xì)胞?！　　　⊙舆t改變命運　　　　這些研究人員隨后利用一種復(fù)雜的實驗室技術(shù)移動干細(xì)胞中的過氧物酶體，獲得的效果也是一樣的。Asare 說，“如果在細(xì)胞分裂期間，過氧物酶體位于錯誤的位置，那么不論它們?nèi)绾蔚竭_(dá)那里，這都會延遲這個分裂過程。”　　　　這種影響對小鼠而言是非常顯著的：如果過氧物酶體定位在干細(xì)胞中受到破壞，那么小鼠胚胎不再能夠產(chǎn)生正常的皮膚?！　　　uchs 說，“盡管已有一些證據(jù)提示著細(xì)胞器（包括產(chǎn)生能量的線粒體）分布能夠影響細(xì)胞分裂的結(jié)果，但是我們首次證實這種現(xiàn)象是正確的干細(xì)胞行為和組織形成不可或缺的。”