歲月給干細(xì)胞留下的痕跡
人體內(nèi)的細(xì)胞擁有著相同的基因,但不同的細(xì)胞類型差異巨大。這是因為特定細(xì)胞只啟動一部分基因,合成其*的蛋白。研究人員認(rèn)為,年輕干細(xì)胞和年老干細(xì)胞之間,應(yīng)該也存在類似的差異。
2005年,Rando及其同事就曾在Nature上發(fā)表文章指出,將老年小鼠的多種組織(包括肌肉)持續(xù)暴露在青年小鼠的血液中,可以使其重新恢復(fù)分裂和分化的能力。
為了研究這一現(xiàn)象背后的機(jī)制,研究團(tuán)隊對肌衛(wèi)星細(xì)胞進(jìn)行了研究。肌衛(wèi)星細(xì)胞是一類重要的干細(xì)胞,可以形成新的肌肉組織。在正常情況下,肌纖維附近的肌衛(wèi)星細(xì)胞處于靜息狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)肌肉損傷或退化的信號時,這些干細(xì)胞就會開始分裂,對肌肉組織進(jìn)行修復(fù)。
研究人員分別從青年小鼠的健康肌肉組織、青年小鼠的受損肌肉組織和老年小鼠的健康肌肉組織中收集肌衛(wèi)星細(xì)胞,并從中提取帶有完整組蛋白包裝的DNA。他們用抗體檢測不同的組蛋白修飾,解析不同樣本中的組蛋白標(biāo)簽?zāi)J健?/div>
研究人員本以為,在靜息狀態(tài)的干細(xì)胞中,其他組織類型的*基因會帶有“停止”標(biāo)簽。但事實上,處于靜息狀態(tài)的肌衛(wèi)星細(xì)胞中,其他組織的*基因同時帶有“停止”和“啟動”標(biāo)簽,就好像這些細(xì)胞還準(zhǔn)備成為其他類型的細(xì)胞。
令研究人員感到驚訝的是,與靜息狀態(tài)相比,活躍的肌衛(wèi)星細(xì)胞中帶有“停止”標(biāo)簽的基因更多。研究顯示,當(dāng)這些細(xì)胞激活時,基因組中的抑制性標(biāo)簽大大增加,成為了主要的組蛋白修飾模式。顯然直到此時,肌衛(wèi)星細(xì)胞才放棄了成為其他類型細(xì)胞的可能。
隨后,研究人員對年老肌衛(wèi)星細(xì)胞和年輕肌衛(wèi)星細(xì)胞進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)隨著年齡的增加,細(xì)胞中的抑制性標(biāo)簽逐漸增多,更多基因被鎖定在關(guān)閉狀態(tài)。研究人員指出,這可能是一種腫瘤抑制機(jī)制,幫助機(jī)體控制衰老的肌衛(wèi)星細(xì)胞。
解析年輕細(xì)胞和年老細(xì)胞之間的組蛋白修飾差異,可以幫助人們確定衰老過程中的重要因素。“現(xiàn)在,我們了解了細(xì)胞衰老時發(fā)生的改變。下一步可以想辦法逆轉(zhuǎn)這些改變,嘗試讓老年細(xì)胞重獲青春。”