2014年11月24日 訊 /生物谷BIOON/ --近日,刊登在國際雜誌Cell Reports上的一篇研究論文中,來自加利福尼亞大學的研究人員在對罕見遺傳病研究時發現了一種對細胞重編程非常關鍵的信號分子,該研究為開發基於幹細胞的再生醫學療法用來進行組織損傷修復及癌症治療帶來了新的思路和希望。
文章中,研究者Karl Willert及其同事利用誘導多能幹細胞(iPSC)為治療局灶性皮膚發育不全(FDH)開發了一種「培養皿」模型,FDH是一種PORCN基因突變引發的罕見疾病,該疾病的主要特點為皮膚畸形,比如皮膚條紋很薄或者有不同的形狀及可見的靜脈集群現象等。
文章中,研究者發現,當加入WNT蛋白時,就可以將FDH成纖維細胞或皮膚細胞成功地重編程為誘導多能幹細胞,WNT蛋白是一種保守的信號分子,其可以在胚胎發育期間調節細胞間的相互作用。Willert表示,WNT信號到處都是,每一個細胞都可以表達一種乃至多種WNT基因,而且每個細胞都能夠接收WNT信號。WNT信號對於某些生物的肢體再生及組織修復非常關鍵。
本文中研究者發現WNT信號是細胞重編程所必需的,因此其對於未來再生醫學的開發也具有非常大的潛力;WNT信號的激活將可以幫助實現肢體的再生,而當前研究人員投入的很多努力都是為揭示如何利用WNT信號來促進機體的傷口癒合、比如加速骨折的修復,甚至是毛髮的再生,這並不僅僅是一個傷口修復的過程,其中所涉及的分子機制都是有待於進一步去深入研究和剖析的。
最後研究者指出,組織修復和促進癌症生長之間僅一步之遙,通過阻斷WNT信號開發新型靶向療法就可以抑制癌症的發展,而在早些年裡,研究者曾在文章中描述了如何利用抗體來幹擾胚胎幹細胞中的WNT信號;在突變癌細胞中的WNT信號通路中,利用特殊抗體的療法或許也可以抑制癌細胞的生長和發育。(生物谷Bioon.com)
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A Rare Human Syndrome Provides Genetic Evidence that WNT Signaling Is Required for Reprogramming of Fibroblasts to Induced Pluripotent Stem Cells
Jason Ross, Julia Busch, Ellen Mintz, Damian Ng, Alexandra Stanley, David Brafman, V. Reid Sutton, Ignatia Van den Veyver, Karl Willert
WNT signaling promotes the reprogramming of somatic cells to an induced pluripotent state. We provide genetic evidence that WNT signaling is a requisite step during the induction of pluripotency. Fibroblasts from individuals with focal dermal hypoplasia (FDH), a rare genetic syndrome caused by mutations in the essential WNT processing enzyme PORCN, fail to reprogram with standard methods. This blockade in reprogramming is overcome by ectopic WNT signaling and PORCN overexpression, thus demonstrating that WNT signaling is essential for reprogramming. The rescue of reprogramming is critically dependent on the level of WNT signaling: steady baseline activation of the WNT pathway yields karyotypically normal iPSCs, whereas daily stimulation with Wnt3a produces FDH-iPSCs with severely abnormal karyotypes. Therefore, although WNT signaling is required for cellular reprogramming, inappropriate activation of WNT signaling induces chromosomal instability, highlighting the precarious nature of ectopic WNT activation and its tight relationship with oncogenic transformation.