Недавно открытый класс генов определяет и ограничивает судьбу стволовых клеток
Исследования взрослых стволовых клеток, обнаруженных в коже, указывают на новый класс генов, согласно исследованию исследователей из Медицинской школы Университета Пенсильвании . Эти гены, получившие название пангены, могут как управлять судьбой стволовых клеток, так и сдерживать будущую дифференцировку до подходящего времени. Понимание молекулярного контроля этих генов имеет значение для терапии, включающей регенерацию тканей.
Исследователи обнаружили, что Pax3ген, критический для эмбрионального развития меланоцитов — клеток, которые производят и хранят пигменты в коже и волосах — также экспрессируется во взрослых стволовых клетках кожи.
«Наши результаты говорят нам, что повторение эмбриональной программы происходит в резидентных стволовых клетках взрослой кожи», — объясняет Джон Эпштейн, доктор медицины., Профессор медицины отделения сердечно-сосудистой системы. «Эти несколько редких стволовых клеток экспрессировали гены, о которых ранее было известно, что они экспрессируются только в развивающемся эмбрионе. Это был первый намек на то, что мы наткнулись на что-то новое ». Эпштейн и его коллеги сообщают о своих выводах в 24 февраля — го вопроса о природе .
Ученые обнаружили, что Pax3играет двойную — и несколько, казалось бы, противоречивую — роль во взрослых стволовых клетках: он направляет их в меланоциты, но одновременно предотвращает их полную дифференцировку. «Это запускает шоу, но в то же время мешает заключительному действию», — говорит Эпштейн. «Я называю эту двойную функцию« биологическим конденсатором », потому что Pax3 говорит ячейке: будьте готовы к работе, но в то же время не позволяйте ей действовать».
Пангенес выражает поведенческие качества Пэна
и Питера Пэна
Эпштейн отмечает, что это исследование является концептуально новым, поскольку он предполагает, что отдельный ген может как сообщать клетке, чем она должна стать, так и ограничивать ее судьбу, предотвращая дифференцировку. Способность одного биохимического фактора или комплекса факторов выполнять эту двойную роль может представлять новую общую парадигму биологии развития и биологии стволовых клеток. «Я считаю, что это новое семейство генов — они оба могут определять тип клеток, но также могут препятствовать дифференцировке», — говорит Эпштейн. «Мы назвали их пангенами,
Эпштейн считает, что эта концепция также может быть важна для понимания клетки происхождения ряда опухолей. Pax3известно, что он участвует в некоторых опухолях, что является дополнительным доказательством происхождения некоторых видов рака из стволовых клеток. Эта теория предполагает, что многие виды рака могут возникать из-за обычно дефицитных резидентных стволовых клеток, которые бесконтрольно растут, а не из подавляющего большинства дифференцированных клеток, составляющих органы, в которых обнаружены раковые образования. Если эта теория верна, резидентные стволовые клетки в коже могут быть клетками, которые превращаются в раковые образования кожи, такие как меланома. Поэтому понимание биологии стволовых клеток может быть важным для разработки новых методов лечения рака.
Резидентные взрослые стволовые клетки были идентифицированы во многих типах органов и могут быть потенциальным резервуаром для регенерации тканей. Для использования этого потенциала необходимо фундаментальное понимание молекулярных программ, регулирующих дифференцировку стволовых клеток.
Работа поддержана грантами Национальных институтов здравоохранения. Соавторы Эпштейна — Дебора Лэнг, Мин Минь Лу, Ли Хуанг, Курт А. Энглека, Маочжэнь Чжан, Эмили Ю. Чу и Сара Миллар из Пенсильвании; и Шари Липнер и Артур Скулчи из Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна.
