Nature子刊：干細(xì)胞通過(guò)改變結(jié)構(gòu)可以對(duì)機(jī)械力產(chǎn)生反應(yīng)

　　近日，威正翔禹生物發(fā)現(xiàn)一項(xiàng)刊登于國(guó)際雜志Nature Cell Biology上的研究報(bào)告中，來(lái)自科隆大學(xué)的研究人員通過(guò)研究揭示了干細(xì)胞如何通過(guò)改變其細(xì)胞核中DNA的組裝方式來(lái)感知并且對(duì)外部機(jī)械力做出反應(yīng)，同時(shí)研究者還發(fā)現(xiàn)基因的表達(dá)是干細(xì)胞分化所必不可少的。

　　不管是皮膚細(xì)胞還是大腦細(xì)胞，所有細(xì)胞都分享著相同的遺傳代碼，然而這些細(xì)胞通常會(huì)處于不同類(lèi)型的機(jī)械環(huán)境和機(jī)械壓力中，比如大腦組織非常柔軟，而骨頭又非常堅(jiān)硬；研究者已經(jīng)知道細(xì)胞可以通過(guò)改變其結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)以更好地適應(yīng)特殊環(huán)境來(lái)對(duì)外部力量產(chǎn)生反應(yīng)，同時(shí)這也可以幫助細(xì)胞更好地發(fā)揮功能，但目前這種調(diào)節(jié)背后的分子機(jī)制研究者尚不清楚。

　　研究者Huy Quang Le說(shuō)道，當(dāng)皮膚遇到毒物侵害、損傷、紫外照射以及機(jī)械應(yīng)變時(shí)，期就可以保護(hù)我們抵御外部壓力，因此對(duì)壓力產(chǎn)生反應(yīng)對(duì)于皮膚細(xì)胞而言非常重要。本文中研究者通過(guò)研究揭示了皮膚細(xì)胞對(duì)作用力產(chǎn)生反應(yīng)的機(jī)制，研究者Le及同事利用了一種特殊的機(jī)械設(shè)備將皮膚干細(xì)胞培養(yǎng)液置于和機(jī)體組織內(nèi)部經(jīng)歷的相似機(jī)械性拉伸中，隨后研究者利用新一代的測(cè)序技術(shù)對(duì)這些處于機(jī)械壓力狀態(tài)的干細(xì)胞內(nèi)部的基因表達(dá)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)干細(xì)胞中數(shù)千個(gè)基因的表達(dá)被下調(diào)了，而且很少有基因的表達(dá)被上調(diào)。

　　進(jìn)一步深入研究，研究者發(fā)現(xiàn)機(jī)械拉伸力量可以誘導(dǎo)細(xì)胞核中DNA的包裝發(fā)生全面變化，從而就會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞轉(zhuǎn)錄活性出現(xiàn)全面的抑制，這就意味著很少有DNA可以被轉(zhuǎn)錄翻譯形成新型蛋白質(zhì)；然而對(duì)于干細(xì)胞分化而言，其往往需要轉(zhuǎn)錄大量的基因來(lái)獲得特殊的結(jié)構(gòu)和功能，最終在機(jī)械拉伸的作用下，受到拉伸的干細(xì)胞就不會(huì)在分化信號(hào)存在的情況下進(jìn)行分化了，因此研究者或許就可以通過(guò)對(duì)干細(xì)胞施加機(jī)械力來(lái)改變細(xì)胞中DNA的結(jié)構(gòu)組織。

　　通過(guò)深入理解DNA重排的細(xì)胞機(jī)制后，研究者發(fā)現(xiàn)，機(jī)械力可以在核被膜上被感知，而核被膜是包圍DNA的結(jié)構(gòu)，其可以將DNA同細(xì)胞其它組分分開(kāi)。研究者指出，進(jìn)行機(jī)械力感知的關(guān)鍵分子是一種名為emerin的蛋白質(zhì)，emerin可以將細(xì)胞核同DNA的結(jié)構(gòu)骨架聯(lián)系起來(lái)； emerin蛋白會(huì)在Emery-Dreifus肌肉萎縮癥患者機(jī)體出現(xiàn)突變，這種肌肉萎縮癥會(huì)引發(fā)患者機(jī)體的機(jī)械拉伸性組織出現(xiàn)退化變性，比如骨骼肌、心臟等。目前研究者并不清楚這種疾病的發(fā)病機(jī)制，同時(shí)該病也沒(méi)有有效的療法，研究者希望可以揭示引發(fā)該疾病發(fā)生的根本原因。

　　最后研究者表示，隨著組織的機(jī)械特性隨著年齡增長(zhǎng)發(fā)生改變，我們的另一個(gè)研究目標(biāo)就是理解老化的干細(xì)胞如何感知作用力的存在，以及干細(xì)胞周?chē)M織機(jī)械特性的改變?nèi)绾蝸?lái)改變老化干細(xì)胞感知作用力的機(jī)制。

　　（來(lái)源：生物谷）