密歇根大学研究人员争论关于干细胞的普遍想法

成体干细胞如何保护自己免受积累基因突变可导致癌症?
超过三十年,许多科学家认为,“不朽的链假说”,即成体干细胞隔离他们的DNA以随机的方式在细胞分裂过程中,解释了它。和最近的一些报道提出了证据支持这个想法。

但在本周出版的《华尔街日报》自然,密歇根大学干细胞研究者肖恩·莫里森和他的同事们不朽的链致命的打击,至少就造血干细胞。

他们在老鼠造血干细胞标记DNA,煞费苦心地跟踪其运动通过一系列的细胞分裂。最后,他们没有发现证据表明,细胞使用immortal-strand机制来减少有害的基因突变。

“这个不朽的链的想法已经漂浮了很长一段时间没有被测试在干细胞可以确定。本文表明,它不是一个普通财产的干细胞,”莫里森说,干细胞生物学中心主任密歇根大学生命科学研究所。

干细胞在其他组织仍有可能使用这个过程。

“我们已经能够证明这不是一个机制造血干细胞减少变成癌症的风险,据推测,我们应该寻找其他地方去理解这些机制到底是什么,”他说。

干细胞生成所有的人体组织在发展中,并在以后的生活中提供替代细胞在成年组织损坏或磨损。

成体干细胞继续划分在一个人的生活,补充供应的干细胞而产生其他细胞发展成专门的组织——肌肉、神经或血液。

像大多数细胞在体内,成体干细胞通过有丝分裂分裂,染色体复制和传播的过程,一个完整的设置为两个子细胞。

在有丝分裂期间,双链DNA分子分裂成两个互补的丝带的遗传物质。然后使用每个原始链作为一个模板来构建两个螺旋的两倍。

DNA编码遗传信息使用一个四个字母的字母表。每次新链组装与模板链,有机会,一个不正确的遗传信会被插入到新的链,导致突变,可能导致癌症。

不朽的链假说,提出1975年,表明成体干细胞分裂总是保留旧的,或“不朽”,模板链。新的基因变异倾向链到子细胞,产生特定的组织。

这种随机分布的过程被称为不对称染色体隔离。成体干细胞用它来最小化的机会积累有害突变,据不朽链假说。

为了测试这个想法,莫里森的团队管理DNA-labeling物质称为BrdU老鼠好几天,给DNA时间将标签。然后他们中提取造血干细胞,看看有多少人保留BrdU。

如果不朽链假说是正确的关于非对称分离,然后在一定的实验条件下成人干细胞应该抓住BrdU标记。

“我们发现没有多少干细胞保留它,”莫里森说,霍华德休斯医学研究所研究员。

“事实上发生了什么,标签是完全符合你期望的随机染色体隔离——这是大多数细胞分裂是完全不一致的,在每一个上下文我们研究,与不朽的链模型”。

实验还显示,BrdU不是通用的许多研究人员认为这是干细胞标志。

一些科学家认为BrdU-retaining细胞见于多种组织干细胞。但莫里森和他的同事首次仔细衡量干细胞纯度BrdU-retaining细胞中,他们发现它是“一个非常不敏感和特异性的标记。”

纸是8月29日在线发表。第一作者是马克基尔密歇根大学生命科学研究所的密歇根大学内科部、密歇根大学干细胞生物学中心和霍华德休斯医学研究所。

“这项研究表明,研究人员应该测试BrdU标记保留作为一个标记之前假设它可以用来识别在其他组织干细胞,”基尔说。