科学家描述了细胞如何在多能性和分化之间做出决定

诱导的多能干细胞可以转变为体内的任何类型的细胞或保持其原始形式。在当前版本的分子细胞中，来自亥姆霍兹中心慕尼黑的科学家描述了细胞如何“决定”这两个方向中的哪一个。在他们的研究中，他们发现了一种蛋白质和核糖核酸(RNA)，它在这个过程中起着非常重要的作用。他们的发现还可以更好地了解肌萎缩侧索硬化症(ALS)，这是一种影响运动神经元的进行性神经系统疾病。

由于它们能够转化为体内任何类型的细胞，诱导多能干细胞(iPS细胞)可以为再生医学做出重要贡献。例如，为了产生用于治疗1型糖尿病的人工β细胞，必须了解构成细胞分化的机制。来自慕尼黑亥姆霍兹中心的干细胞研究所(ISF)的Micha Drukker博士与他的团队一起，展示了如何在分子水平上控制这些过程。这一切都始于细胞核中的结构，其借助于荧光显微镜可视化。

细胞核中的两个关键因素

“我们注意到命名为paraspeckles的核域不会在iPS细胞中发生，但在分化过程中很快就会形成，无论我们创建的细胞类型如何，”作为Drukker博士工作组成员的Miha Modic博士说。 。Drukker和Modic假设这种现象与干细胞分化成体细胞的能力有关。与伦敦大学学院的Ule Jernej教授和Drukker博士小组的博士生Markus Grosch一起，研究人员发现了细胞核中的关键分子，它们协调了斑块的出现以及它们如何调节分化。

“在决定细胞是否分化或保持多能性时，有两个因素起着关键作用，”Drukker说。“我们鉴定了NEAT1，一种核糖核酸(RNA)和TDP-43，一种与RNA结合的蛋白质。”NEAT1以两种形式存在。短型通过TDP-43稳定，在这种情况下，不会形成寄生虫。细胞保持多能性，不会改变。相反，TDP-43的减少会产生长形式的NEAT1。形成Paraspeckles，并且iPS细胞开始分化。Modic补充说：“这种控制系统可能是干细胞选择何时进行区分的一般方法。”Modic进一步指出，“Silvia Schirge博士和糖尿病和再生研究所(IDR)的Heiko Lickert教授帮助我们展示寄生虫对小鼠胚胎发育过程中的有效分化也至关重要。一起，

在Drukker看来，这些研究结果不仅仅是为基础研究做出贡献。“Paraspeckles与许多疾病有关，但到目前为止，他们很少在发育和干细胞生物学的背景下进行检查，”他解释说。在肌萎缩侧索硬化症(ALS)的情况下，TDP-43的作用以及寄生虫的出现特别明显。在运动神经元中，运行我们的肌肉并受到ALS，TDP-43影响的细胞受到奇怪的调节并形成有毒的聚集体; 并且长形NEAT1的出现增加，可以检测到更多的副斑。这些机制被认为是肌萎缩侧索硬化的早期征兆 - 甚至在出现临床相关症状的患者之前。在下一阶段，Drukker和他的科学家团队希望研究其他细胞类型的斑点，RNAs及其相互作用。到那时，新发现的分子是否会为药物疗法提供合适的靶标也将是显而易见的。