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研究人员发现调节细胞可塑性的新方法

细胞可塑性是细胞可以采取不同且可逆的身份的一种特性。细胞可塑性对于胚胎发育和免疫系统的正确功能也是必不可少的。该特性在癌症中也至关重要,因为许多癌细胞都使用它来获得对化学疗法的抵抗力,并侵入并定居在人体的远处。

由ICREA研究人员Manuel Serrano领导的生物医学研究所(巴塞罗那IRB)细胞可塑性和疾病实验室的科学家们发现了一种通过“阻止”塑料细胞处于一种可能状态来调节这种可塑性的方法。

“每种细胞类型的身份是由特定的基因表达程序定义的。使塑料细胞与众不同的是,除其身份基因外,它们还可以低水平表达属于其他细胞身份的基因。这种“背景噪音”塞拉诺解释说:“是什么使他们能够在给定的时间改变身份,而曾经的“背景噪音”成为主导的遗传程序。

调节基因表达以调节可塑性

到目前为止,用于阻止细胞可塑性的方法是基于抑制细胞接受的某些外部刺激。但是这些方法通常与细胞增殖不兼容,并且可能最终损坏细胞本身。

塞拉诺实验室开发的新方法得到了“ la Caixa”基金会的支持,致力于调节基因表达的深层机制,它不影响细胞生存力,并且是完全可逆的。这种新方法的关键是抑制CDK8蛋白。

“我们已经观察到CDK8抑制作用增强了决定细胞身份的基因的表达,而这种行为的发生是以关闭其他身份的“背景噪音”为代价的。因此,细胞被固定在一个特定的身份上,从而失去了可塑性, ”研究的第一作者,同一实验室的博士后研究员Cian J Lynch说。

在生物医学中的重要意义

具有调节细胞可塑性的能力在生物医学研究中具有许多优势,因为它使研究人员能够研究可塑性是关键要素的所有过程,例如癌症和胚胎发育。本研究集中于胚胎干细胞。这类细胞的巨大可塑性使其在细胞治疗应用中极具吸引力。但是,在实验室中培养这些细胞时,这种完全相同的可塑性构成了真正的挑战。

“由于胚胎干细胞固有的可塑性,在实验室中产生的培养物是高度异质的,以前的降低可塑性的方法对细胞非常有害。这是一个没有实际解决方案的实际问题,” Raquel Bernad,co -该研究的作者刚刚完成博士学位。研究人员证明,在CDK8抑制剂的存在下培养胚胎干细胞是可能的,从而使培养物的可塑性降低,均质化并且不会损坏细胞。到现在为止还没有实现的事情。只需去除CDK8抑制剂即可恢复细胞的可塑性。

此外,其他实验室的科学家观察到,这种新方法可能会对自身免疫性疾病产生影响,在这种疾病中,T细胞的可塑性使它们采取过度活跃的状态,从而加剧了免疫反应。

关于肿瘤学的意义,“已知细胞可塑性是抵抗化学疗法的关键因素。通过阻断细胞可塑性,我们希望通过实现更均匀和持久的反应来改善对化学疗法的反应,” Serrano补充说。

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