如何把肺脏的细胞长成肠道细胞?
科学家发现了新的细胞机制,能够让原本该形成肺细胞的先驱细胞分化为肠细胞。
长久以来,科学家对于干细胞的研究不遗余力,因为干细胞具备分化为任何种类的细胞的潜力,若能够了解干细胞的分化机制,势必可以对许多组织培养或其它相关领域的研究带来莫大的帮助。随着最近相关的研究如维持造血干细胞年轻活性的蛋白质的发现、肝脏前驱细胞具有分化成胰岛细胞的能力的发现甚至是神经细胞可以记忆其由前驱细胞即神经母细胞分化出来的顺序,从而决定其而后的分化命运与组织配置情形的发现等研究结果陆续出炉外,最近又有科学家提出了新的研究成果:肺部前驱细胞可透过细胞机制的改变而分化为肠细胞。
杜克大学医学中心的Brigid Hogan和Tadashi Okubo发现,透过人工方式持续活化肺部先驱细胞内的β-catenin信号蛋白,可以高度刺激Wnt讯息传导路径的表现,使细胞最后反而分化为肠细胞。他们以基因转殖鼠来做为研究题材,结果显示转殖鼠肺的外部虽然发育正常,但内部原本该有的支气管的相关构造却似乎发育为肠细胞表面的构造。透过微数组(microarray)对这些细胞进行分析,发现到这些细胞不但几乎没有表现原肺细胞该表现出的基因功能,反而主要表现肠细胞该表现出的基因功能,尤其是只有在肠腺腺窝内才会被发现到的帕内特氏细胞(Paneth cells)的基因功能,另外还发现到平常在正常肺细胞内不会产生的Atoh1转录因子的存在。
已知Wnt蛋白与肠道的发育过程有关,现在在肺部的发育过程中发现了Wnt的存在,这意味着Wnt也参与了肺的发育过程,这样的情形也发生在食道表皮细胞上,同样能透过这个机制将细胞分化为肠道细胞。科学家因此推测,透过这个机制的相关研究他们将可能可以将成人干细胞转变为各种他们所需要的细胞,相信这可以为研究人员透过成人干细胞来进行治疗的过程带来不少助益。
这项新发现已刊登于《生物学期刊》(Journal of Biology)上。
原文:
T Okubo and BLM Hogan. Hyperactive Wnt signaling changes developmental potential of embryonic lung endoderm. Journal of Biology 2004, 3:11