nat commun：干细胞基因可控制骨骼肌再生

nat commun：干细胞基因可控制骨骼肌再生

我们都知道，prox1基因在胚胎发育过程中扮演着重要的角色，日前，一项刊登在国际杂志nature communications上的研究报告中，来自芬兰的研究人员通过研究发现，prox1基因或许对于骨骼肌干细胞的分化也非常关键。骨骼肌不仅对于运动非常重要，而且对于整个机体新陈代谢的调节也很关键，在机体损伤之后肌肉有着强大的能力进行再生，同时还能够不断适应运动训练。

此前研究中，研究人员通过研究发现，prox1基因或许也有黑暗的一面，比如其在结直肠癌的发生过程中扮演着重要的作用。如今研究者发现，名为卫星细胞的骨骼肌干细胞同样能够表达prox1基因，而且当该基因处于活化状态时卫星细胞能够分化为肌肉纤维。

研究者指出，我们在成年人的慢肌纤维中也能够发现prox1基因的表达，机体中的慢肌纤维具有良好的耐力和高度的代谢活性，成人机体中大约有一半的骨骼肌都是慢肌纤维肌肉，研究者kivela说道，在小鼠机体中，prox1基因能够将快肌纤维转换为慢肌纤维，而剔除prox1基因则会增加快肌纤维基因的活性。

最后研究者表示，本文研究阐明了prox1基因在卫星细胞分化分化及慢肌纤维维护过程中扮演的重要角色，为后期深入研究人类肌肉和代谢疾病，比如2型糖尿病等疾病的发病机制提供了新的研究线索，研究者kivela说道，在人类机体中，prox1基因的多态性和2型糖尿病发病风险增加直接相关。

造血干细胞是胚胎时期什么发育来的

模式动物斑马鱼在基因组、蛋白质组、胚胎发育以及疾病发生机制等方面均表现出与哺乳动物高度类似的特点，使其成为研究脊椎动物胚胎发育、组织器官发生和人类疾病的理想遗传学和发育生物学模型。造血干细胞是存在于造血组织中的一群多能干细胞，能够分化产生各种成熟血细胞(红细胞、巨噬细胞和淋巴细胞等)来维持生命体正常生理功能。造血干细胞移植是目前治疗恶性血液病的重要方法，但是供体的严重匮乏极大地限制了该技术的广泛应用。如何从体外获得大量可用于移植的、有功能的造血干细胞一直是基础科学和转化医学关注的焦点课题。解决此问题的瓶颈就在于人们对造血干细胞的了解不够完善，尤其是对其产生、维持和分化的机制知之甚少。最近，中国科学院动物研究所研究员刘峰领导的血液与心血管发育研究组应用斑马鱼模式动物在造血干细胞发生及胚胎早期发育方面取得一系列重要进展。
　　刘峰研究组应用遗传学、细胞生物学和分子生物学等多种研究手段，发现在造血干细胞产生过程中BMP与ERK信号通路之间存在新的调控关系。在斑马鱼胚胎中，抑制BMP信号通路或敲低其下游因子Smad1/5之后，ERK1/2的表达水平会升高，这暗示着BMP-Smad1/5能够在转录水平抑制erk1/2的表达。通过染色体免疫共沉淀(ChIP)研究发现，Smad1/5招募共抑制因子HDAC1到erk1/2的启动子区，使其乙酰化水平下降，从而在转录水平上抑制erk1/2的表达。进一步研究发现，在斑马鱼造血发育过程中，过量的ERK1/2能够增强动脉内皮的特性以及内皮细胞间的紧密连接，最终导致生血内皮的产生及内皮-动脉的转化过程受到抑制，进而影响造血干细胞的产生。这一研究结果也在小鼠模型中得到验证，证明BMP-Smad1/5对ERK1/2的抑制作用能够将ERK维持在低水平，从而有利于造血干细胞的产生。这一发现为体外获得造血干细胞提供了新的理论依据，也为干细胞治疗提供了新的思路。该文章于2014年3月11日正式发表于Nature Communications(Zhang et al， Nat Commun， 5：3431， DOI： doi：10.1038/ ncomms 4431)。研究组博士生张春霞为第一作者，刘峰为通讯作者。该研究工作得到了科技部国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金、中科院百人计划和干细胞专项的支持。
　　另外，刘峰研究组和中国科学院生物物理研究所阎锡蕴研究组合作发现细胞粘连分子CD146可以作为Wnt5a的受体，通过促进非经典Wnt信号通路，影响斑马鱼胚胎原肠期的汇聚延伸运动。该研究于2013年12月13日在Nature Communications 上发表，刘峰和阎锡蕴为共同通讯作者(Ye et al， Nat Commun. 2013， 4：2803. DOI： 10.1038/ncomms3803)。和中国科学院北京基因组研究所杨运桂研究组合作发现RNA甲基化复合体在斑马鱼胚胎早期发育中有重要调控作用，影响了某些组织(如体节等)的分化和细胞凋亡，进一步证实了RNA甲基化作为一种新的表观调控机制在脊椎动物早期发育和细胞命运决定中的作用。

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