加州大学河滨分校科学家近日揭示了成体干细胞保持再生能力的关键机制。研究人员在《基因与发育》期刊发表的研究表明，这些具有特殊功能的细胞依赖组蛋白伴侣蛋白家族——这类已知在细胞分裂和基因激活过程中帮助打包两米长基因组的蛋白复合体。
人体每个器官都存在少量特定的成体干细胞，它们如同备用系统，在需要时能自我复制或生成成熟细胞（如神经元或红细胞）来更新器官组织。研究使用小鼠干细胞发现，当特定组蛋白伴侣停止工作时，干细胞失去自我更新能力并开始向特定细胞类型转化。这种再生能力的丧失源于特定基因组区域包装方式的改变，这一发现可能为开发组织再生、疾病治疗和抗衰老的干细胞疗法提供新路径。
研究团队由生化系助理教授Sihem Cheloufi领导，她自高中了解到首只体细胞克隆动物多利羊后，就对表观遗传重编程产生浓厚兴趣。"CRISPR、人工智能、测序等新技术使我们能深入探索表观遗传调控的奥秘，我们的研究证明组蛋白伴侣在维持干细胞特性中的核心作用，这对推进干细胞疗法至关重要"，她解释道。
研究聚焦于具有自我复制和免疫细胞生成能力的造血干细胞，系统研究了25种组蛋白伴侣后发现其不同作用机制。其中CAF-1（基因组复制期间工作的伴侣）和SPT6（基因激活时工作的伴侣）表现突出。实验显示，干扰这两个蛋白会导致干细胞停止分裂并开始成熟分化，这意味着通过调控组蛋白伴侣可引导干细胞定向转化。
博士后研究员Reuben Franklin指出："最引人注目的是组蛋白伴侣的调控能产生特异性细胞转化——CAF-1耗尽导致'混合细胞状态'，而SPT6缺失触发特定分化通路。这为基因和细胞疗法提供了潜在靶点"。共同第一作者Brian Zhang通过单细胞测序技术揭示了组蛋白伴侣失活后干细胞的转化路径。
研究团队还包括来自MIT、麻省总医院、冷泉港实验室和韩国延世大学的合作者，获得了美国国立普通医学科学研究所等机构的资助。该研究论文题为《组蛋白伴侣通过DNA复制与转录偶联调控分歧染色质元件维持细胞命运》。
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