A君: 科技日报讯: 有机体的每个细胞中都有一种传感器,能检测自身“内部”环境是否健康。这种“报警器”存在于内质网(ER)中,能感知细胞所受的压力,引发修复反应或让细胞走向死亡。据物理学家组织网近日报道,西班牙巴塞罗那生物医学研究所(IRB)科学家最近发现,线粒体融合蛋白2(Mfn2)对于正确检测细胞压力水平起着关键作用,并保证细胞修复或死亡路径的有效性。相关论文发表在最近出版的《自然》集团旗下的《欧洲分子生物学组织杂志》上。
研究人员揭示了把Mfn2和内质网压力联系在一起的分子机制。在实验中,他们将Mfn2从细胞中去除,当细胞受到压力时,内质网会过度激活修复路径。如此一来它的反向功能就会变差,降低了细胞克服压力的能力,减少细胞凋亡的程度。巴塞罗那生物医学研究所分子医学项目协调人、“异型与多种疾病”小组负责人安东尼奥·佐扎诺说:“当Mfn2被去除时,细胞的压力反应路径完全被打乱了。”
研究人员说,Mfn2是一种线粒体蛋白,糖尿病的发生就和缺乏这种蛋白有关。佐扎诺小组曾在以往研究中证明,如果去除Mfn2,机体组织会对胰岛素产生抗性,这正是糖尿病的关键特征,称为代谢综合征。
在新研究中,他们调查了线粒体和内质网之间的关系,发现Mfn2蛋白造成了线粒体的变化,也会直接影响内质网功能。缺乏Mfn2会导致细胞的内质网压力更高。论文第一作者、该校博士后研究员胡安·巴勃罗·姆诺兹说:“Mfn2对细胞的生存发育能力非常重要,而且对许多疾病都有影响,如神经退行性疾病、癌症、心血管疾病以及糖尿病等。”
Mfn2可能是一个很好的治疗标靶。“利用Mfn2,我们能调节细胞对伤害的反应,这为进一步研究它的治疗途径开辟了广阔空间。”姆诺兹说,比如肿瘤细胞就是不能恰当地激活死亡路径,导致细胞不受控制地增生。“人们已经注意到,癌细胞的Mfn2水平偏低,如果我们提高Mfn2水平,就有可能促进细胞走向凋亡。”针对这一点,其他研究小组已经有论文发表,指出Mfn2过度表达会诱发细胞凋亡。
如果要把Mfn2作为治疗标靶,研究人员还要先找到一种小分子或药物在动物身上实验,看能否调节Mfn2的表达。佐扎诺指出,目前的研究还属于概念性论证,但它强调了这种线粒体蛋白对细胞健康的重要性。接下来的挑战是完成大规模分子筛选,找到能调节Mfn2表达的药物,并在小鼠模型上实验其效果。(常丽君) ===========================================================================================
A君: 科技日报讯 : (记者刘霞)据物理学家组织网10月21日(北京时间)报道,美国科学家首次证实,在对成熟细胞进行重新编程让其回到类似胚胎状态的“返老还童”过程中,物理特性能取代某些化合物,显著提升这一过程的效率。新方法不仅可控性更高,副作用也更少。相关研究发表在今天出版的《自然·材料学》杂志网络版上。
实验中,加州大学伯克利分校的生物工程师在10微米宽、3微米高平行沟槽的表面,对从人体皮肤和老鼠耳朵中提取出的成纤维细胞进行重新编程。当将这些细胞在专门用于给细胞重新编程的“鸡尾酒”中培育几周后,他们发现,新方法让成纤维细胞“返老还童”的数量是在一个平滑表面培育的5倍。这一方法得到的诱导多能干细胞能分化或发育成身体内的任何细胞,在再生医学领域具有重大价值。
英国科学家约翰·格登和日本医学教授山中伸弥因为发现成熟细胞可以重新编程为未成熟的细胞,进而发育成人体的所有组织,获得2012年诺贝尔生理学或医学奖。科学家们认为,通过对人体细胞进行重新编程,可以研究出诊断和治疗疾病的新方法。
但目前在细胞重新编程过程中,科学家们一般会使用一个病毒或化合物,将改变基因的蛋白质引入成熟细胞内。该研究的主要作者、加州大学伯克利分校生物工程学研究生蒂莫西·唐宁说:“这些方法效率比较低下,且某些强加的遗传或化学操控可能会产生无法预期的影响。比如,丙戊酸钠能显著改变细胞的表观遗传状态,也能导致细胞内出现无法预料的变化。很多人希望能另辟蹊径,对这种重新编程过程进行改进。”
该研究的主要负责人、该校生物工程学教授李嵩(音译)表示:“我们的研究首次证明,生物材料的物质特性能替代某些生物化学因子;生物物理信号能变成细胞内的化学信号,诱导细胞发生改变。”
以往,就有研究证明,物理学和力学因素会影响细胞的命运,但其对表观遗传状态和细胞重新编程有何影响并不清楚。最新研究发现,在做成微槽状的生物材料上培育细胞会提升重新编程的质量以及“返老还童”细胞的数量,效率也可与丙戊酸钠相媲美。
研究人员表示,他们正在研究这一方法是否最终能在细胞的重新编程中替代丙戊酸钠或其他化合物,以及这种生物物理因素是否有助于细胞重新编程成特定类型的细胞(例如神经细胞等)。
总编辑圈点
天才的想象,还是不懈的努力?到底是什么让平行沟槽与细胞“返老还童”,这两件看似风马牛不相及的事,在科学家手中成为了不起的杰作?总之,看过这则新闻,如果不是惊讶,就应该是叹服。毋庸置疑,成体细胞重编为干细胞在日后的医学发展中,将发挥难以估量的重要作用。但就目前而言,医生和患者对它都有所顾忌——医生发愁的是效率,患者担心的是副作用。如今,美国科学家的研究,一箭双雕地干掉了这两大障碍,至少可以说是个不错的开始。换而言之,这项诺奖离临床推广又近了一步。 |