来自日本理化学研究所（RIKEN）生物系统动力学研究中心（BDR）的科学家们发明了在朽迈历程中影响干细胞功效的要害转变，这些转变涉及染色体结构和基因表达。他们通过果蝇实验发明，这些转变导致了干细胞耗竭，阻止了干细胞的增殖。该研究效果于9月9日揭晓在《iScience》期刊上，首次提供了自力耗竭信号的证据，并加深了我们对正常朽迈历程中干细胞耗竭与增殖平衡被破损机制的明确。
当肾脏或肠道等器官受损时，器官内的干细胞会增殖并分解为需要替换的特定组织部位。然而，随着包括人类在内的动物逐渐朽迈，这一历程可能泛起问题。有时，干细胞会不受控制地一连破碎，导致细胞数目过多，甚至可能引发癌症；而在其他情形下，干细胞会耗竭，失去破碎能力，从而无法修复组织，这种征象被称为干细胞耗竭。
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图片信息：朽迈历程中细胞太过增殖（左）和干细胞耗竭（右）
在人类中，虽然分子层面的干细胞增殖已被相对较好地明确，但干细胞耗竭的机制仍然是一个未解之谜。此前，RIKEN BDR的柳佐勘（Sa Kan Yoo）发明了果蝇肠道干细胞在朽迈历程中怎样转变为癌细胞。在这项新研究中，研究团队接纳了相同的实验系统，验证了他们关于自力于增殖之外的干细胞耗竭机制的理论。
研究职员剖析了果蝇肠道干细胞中的染色质结构，发明随着朽迈，某些染色质区域会经常闭合，阻止该区域DNA编码的调控因子的天生。由于ced-6基因的表达通常受这一调控因子的控制，研究团队接着使用RNA测序手艺评估了ced-6的表达。正如预期，他们发明ced-6的表达随着朽迈而镌汰。
图片信息：肠道干细胞朽迈历程中细胞耗竭的分子机制。随着年岁的增添，受 Trl 调理的基因区域（例如 ced-6）的染色体结构关闭，它们的基因表达降低，导致干细胞耗尽。
为了确定该基因与干细胞耗竭之间是否保存关联，研究团队接着阻断了其表达。效果显示，这一干预步伐有用阻止了与年岁相关的干细胞增殖，批注这些基因在正常情形下施展着避免干细胞耗竭的作用。
研究职员还发明，阻断ced-6在任何年岁段都能够触发干细胞耗竭。通常，当肠道细胞受损时，干细胞会增殖、分解，并替换受损组织。然而，当研究职员有意破损肠道细胞并阻断ced-6时，未视察到干细胞的增殖。这批注，阻断ced-6或其他受相同调控因子控制的基因所引发的耗竭征象，并不局限于晚年时期，而是一种可能随时启动的普遍历程，有助于在干细胞增殖太过时维持平衡。
“sunbet发明将为朽迈研究带来新的突破，”柳佐勘体现。“相识果蝇干细胞耗竭的机制为更普遍的朽迈研究提供了名贵的看法，同时也为我们明确朽迈对人类干细胞的影响提供了新的线索。接下来的事情是确定在人类干细胞朽迈历程中，是否也会泛起类似的转变。”
杂志：iScience
DOI：10.1016/j.isci.2024.110793
