幼稚細(xì)胞如何學(xué)習(xí)交流

科學(xué)教條經(jīng)常被推翻，例如大多數(shù)發(fā)育生物學(xué)家曾推測(cè)近期產(chǎn)生自干細(xì)胞或稱(chēng)為祖細(xì)胞（progenitors）的幼稚細(xì)胞已經(jīng)具有了與其他細(xì)胞之間的相互交流的能力，事實(shí)上并非如此。來(lái)自卡內(nèi)基Allan Sprading和博士后Ming-Chia Lee的最新研究證實(shí)，嬰兒細(xì)胞在能夠參與以細(xì)胞正常發(fā)育和順利完成其功能為基礎(chǔ)的組群相互作用之前，幼稚細(xì)胞必須經(jīng)歷一個(gè)特異基因的發(fā)育過(guò)程。早期階段的細(xì)胞不能完全進(jìn)行信息交流可能為我們理解正常發(fā)育的細(xì)胞和癌細(xì)胞的基因活性如何改變提供了重要的暗示。

通過(guò)組織包裝一個(gè)細(xì)胞染色體的分子來(lái)控制基因活性稱(chēng)為細(xì)胞的“表觀遺傳狀態(tài)”（epigenetic state）。表觀遺傳狀態(tài)是理解Sprading和Lee發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)。對(duì)發(fā)展生物學(xué)家來(lái)說(shuō)，表觀遺傳狀態(tài)的改變，最終能解釋在組織成熟過(guò)程中細(xì)胞性能是如何變化的。

Sprading解釋道，簡(jiǎn)而言之，在發(fā)育細(xì)胞中后天的表觀遺傳改變是在童年時(shí)期大腦學(xué)習(xí)過(guò)程的記憶聯(lián)想。正如當(dāng)前，仍然很難準(zhǔn)確定位在學(xué)習(xí)過(guò)程中兒童大腦發(fā)生了什么樣的變化，在細(xì)胞發(fā)育過(guò)程中也仍然很難準(zhǔn)確地測(cè)量表觀遺傳學(xué)的改變。通?？茖W(xué)家很難獲得足夠數(shù)量的處于精確的相同發(fā)育階段的細(xì)胞以確定特殊染色體上的特殊分子。但Lee and Sprading利用應(yīng)用于果蠅的卓越的基因工具攻克了這些難題，而且為細(xì)胞發(fā)育的表觀遺傳學(xué)提供了新的視角。他們運(yùn)用多種工具和技術(shù)，將焦點(diǎn)置于果蠅卵巢中的細(xì)胞，并鑒定出一種稱(chēng)為L(zhǎng)sd1的基因，該基因是卵巢濾泡祖細(xì)胞以正常比例成熟所需要的。研究人員發(fā)現(xiàn)大量被這一基因編碼的蛋白，這些蛋白存在于濾泡祖細(xì)胞中，在細(xì)胞接近分化時(shí)，這些蛋白數(shù)量減少。另外，改變Lsd1蛋白的水平能改變細(xì)胞分化的開(kāi)始時(shí)間，他們推斷，當(dāng)Lsd1水平降低到1個(gè)關(guān)鍵的臨界值時(shí)，細(xì)胞分化開(kāi)始。

Lee說(shuō):分化時(shí)間對(duì)于正常發(fā)育是非常重要的，分化開(kāi)始決定祖細(xì)胞的分裂次數(shù)，甚至Lsd1水平存在很小的波動(dòng)最終會(huì)改變生成的濾泡細(xì)胞的數(shù)量，這就降低了卵巢的功能。

先前，人們認(rèn)為濾泡細(xì)胞的祖細(xì)胞乃基于它們接收來(lái)自其他稱(chēng)為生殖細(xì)胞的濾泡細(xì)胞的外來(lái)信號(hào)而開(kāi)始分化的。但Lee和Sprading發(fā)現(xiàn)，雖然這些生殖細(xì)胞信號(hào)是重要的，但是在祖細(xì)胞應(yīng)答之前，生殖細(xì)胞信號(hào)已經(jīng)規(guī)律的發(fā)送出去。相反，當(dāng)祖細(xì)胞開(kāi)始對(duì)信號(hào)產(chǎn)生應(yīng)答并開(kāi)始分化時(shí)，是Lsd1調(diào)節(jié)它們的表觀遺傳狀態(tài)的改變。而且，一旦它們具有了這一潛能，分化狀態(tài)的濾泡細(xì)胞就會(huì)和它們的相鄰細(xì)胞進(jìn)行廣泛的信息交流，并持續(xù)終生。

很多研究已證實(shí)，該分子及其機(jī)制存在于大多數(shù)多細(xì)胞動(dòng)物，包括人類(lèi)。這一研究的重要性不僅在于理解動(dòng)物染色體在正常發(fā)育中如何改變，這也能幫助明確發(fā)生在一些癌癥中的表觀遺傳學(xué)方面的改變。在這些癌癥中細(xì)胞群體有少數(shù)細(xì)胞開(kāi)始表達(dá)高水平Lsd1并且表現(xiàn)得如同未分化的祖細(xì)胞那樣。

Lee說(shuō):“研究果蠅的濾泡細(xì)胞分化能夠在深層次水平告訴我們，Lsd1在正常細(xì)胞和癌癥祖細(xì)胞中發(fā)生了怎樣的變化?！?/p>

擇句翻譯:

Using a variety of tools and techniques，they focused on cells in the fruit fly ovary and were able identify a gene called lsd1 that is needed for ovarian follicle progenitor cells to mature at their normal rate.

他們運(yùn)用多種工具和技術(shù)，將焦點(diǎn)置于果蠅卵巢中的細(xì)胞，并鑒定出一種稱(chēng)為L(zhǎng)sd1的基因，該基因是卵巢濾泡祖細(xì)胞以正常比率成熟所需要的。

Previously，it was thought that the follicle cell progenitors started to differentiate based on an external signal they received from an other kind of ovarian cell known as germ cells.

先前，人們認(rèn)為濾泡細(xì)胞的祖細(xì)胞乃基于它們接收來(lái)自其他稱(chēng)為生殖細(xì)胞的濾泡細(xì)胞的外來(lái)信號(hào)而開(kāi)始分化的。

10.16352/j.issn.1001-6325.2015.09.026

薛惠文 編譯自Carnegie Science，Spring 2015，14.章靜波 審校