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科学家发现能将前体细胞转化为肾脏细胞的新型分子开关

日期: 2021-05-14
浏览次数: 578

       近日,来自南加利福尼亚大学等机构的科学家们发表了一项新的研究,他们通过研究发现,典型的Wnt信号通路转录共激活因子β-连环蛋白(β-catenin)能够调节哺乳动物肾元祖细胞(NPCs,nephron progenitor cells)的自我更新和分化,阐明了β-catenin在肾脏发育平衡上所扮演的关键角色。相关研究结果发表在国际杂志《eLife》上。


科学家发现能将前体细胞转化为肾脏细胞的新型分子开关

图片来源:《eLife》


       在这项研究中,研究人员发现Wnt/β-连环蛋白信号在确保肾脏中肾元数量上扮演着相反的角色,其会促进祖细胞的维持功能和自我更新,同时还会刺激祖细胞发生分化。于是,他们开发了一种新系统来培养大量的肾元祖细胞(NPCs),同时还添加了不同水平能激活β-连环蛋白的化学物质。


       结果发现,高水平的β-连环蛋白能诱发Wnt信号通路中的一部分开关,其依赖于名为TCF/LEF的转录因子家族,TCF/LEF转录因子有两种类型,其中一种类型会抑制与干细胞分化相关的基因的表达,另外一种则会激活这些基因的表达。为了对高水平的β-连环蛋白产生反应,TCF/LEF的激活成员就会与抑制性成员互换位置,并能有效地掌控住局面,这种交换开关就能诱发肾元祖细胞分化为更具特异性的肾脏细胞。


       当处于低水平的β-连环蛋白情况下,肾元祖细胞能够自我更新并维持数量,这与预期的结果一致。然而,研究人员却惊讶地发现,β-连环蛋白或许并不会再参与到与自我更新和干细胞维持相关的已知基因的表达过程中去了。


       该研究结果表明,β-连环蛋白的直接转录作用仅限于对肾元祖细胞的诱导,而β-连环蛋白水平的上升则会将抑制性的TCF7L1/TCF7L2复合体转换为激活性的LEF1/TCF7复合体,而这或许就会启动快速的肾原性程序。


       研究人员表示,尽管目前对于β-连环蛋白是如何发挥作用的,尚不清楚。但研究地越深入,就越能帮助开发人类肾脏类器官的培养物,并能帮助理解人类健康、机体再生和发育过程中面对的多种问题的发生原因。



资讯出处:

[1]Qiuyu Guo,Albert Kim,et al.A β-catenin-driven switch in TCF/LEF transcription factor binding to DNA target sites promotes commitment of mammalian nephron progenitor cells[J].eLife,2021,(2).


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