蜜蜂可能掌握干细胞青年的秘密
时间:2018-12-07 12:11:07 (次浏览 )
在蜂箱的复杂层次结构中,蜂王是神圣的女族长,它使殖民地保持活力和组织。
蜂王放下了幼虫将孵化的卵。这些幼虫后来变成了新的工作者,即在蜂巢周围做所有工作的雌性蜜蜂,或无人机,即与女王交配的雄性蜜蜂。
当一只蜂王死了,殖民地必须确保一个新的王子取代她。
为了生产一种新的蜂王,工蜂选择最合适的幼虫并喂它们蜂王浆。这将使其中一个成长为健康,强壮,极其肥沃的成年女性,然后成为新的蜂王。
蜂王浆含有水,蛋白质和糖类,但它究竟是如何刺激一些幼虫成长为皇后而不是工蜂仍然不清楚。
尽管如此,由于其看似“神奇”的特性,许多人将这种物质称为一种神奇的成分,可以促进健康,有助于保持青春。
在加利福尼亚州斯坦福大学医学院的一项新研究中,一组研究人员决定研究蜂王浆如何以及为何有益。他们研究了它对临床研究最有希望的目标之一,即哺乳动物干细胞的影响。这些未分化的细胞能够变成任何特定的细胞,为任何功能服务。
“在民间传说中,蜂王浆有点像超级药物,特别是在亚洲和欧洲,但是果仁中的活性成分royalactin的DNA序列是蜜蜂独有的。现在,我们已经确定了一种结构相似的哺乳动物可以保持干细胞多能性的蛋白质,“资深作者Kevin Wang博士解释道。
研究人员在Nature Communications杂志上讲述了他们目前的研究结果。
蜂王浆的“神奇”成分
“我一直对细胞大小的控制感兴趣,而蜜蜂是研究这种细胞的理想模型,”王博士说。“这些幼虫在第0天开始都是一样的,但最终会出现戏剧性和持久的大小差异。这是怎么发生的?”
在这项研究中,王博士和他的团队研究了一种叫做royalactin的蛋白质,这种蛋白质存在于蜂王浆中。他们认为,这种蛋白质在很大程度上可能是刺激幼虫选择成为蜂王的幼虫中令人印象深刻的细胞生长的原因。
为了研究其影响,研究人员决定将罗伊素转移蛋白应用于从小鼠身上采集的胚胎干细胞或未分化细胞。
“为了使蜂王浆对女王的发育产生影响,它必须对蜜蜂幼虫的早期祖细胞起作用,”王博士指出。“所以我们决定看看它对胚胎干细胞有什么影响,”他补充道。
胚胎干细胞是临床研究的理想候选者,因为它们有可能变成任何专门的细胞,发挥任何作用。这种潜力被称为“多能性”。
从理论上讲,用干细胞培养的新鲜细胞代替老化,受损的特化细胞有可能帮助解决任何数量的疾病。因此,研究人员必须能够获得健康,“年轻”的干细胞,这些干细胞可以以未分化的形式保存在实验室中,直到他们需要使用它们为止。
一种名为'Regina'的蛋白质
然而,王博士解释说,干细胞很快在实验室条件下分化并变得无法使用。为了保持多能性,研究人员不得不设计复杂的抑制剂。
当他们将royalactin添加到胚胎干细胞时,研究人员发现它保持多能性的时间更长 - 特别是20代 - 而不需要给予通常的抑制剂。
“这是出乎意料的。通常情况下,这些胚胎干细胞是在一种叫做白血病抑制因子的抑制剂的存在下生长的,这种抑制因子阻止它们在培养中不适当地分化,但我们发现即使没有[白血病抑制因子],royalactin也能阻断分化, “王博士指出。
然而,研究人员并不理解这种反应。他们认为哺乳动物干细胞不应该对royalactin反应如此之好,因为哺乳动物不会产生这种蛋白质。
然后他们想知道他们是否能够找到一种哺乳动物产生的蛋白质,这种蛋白质可能与罗伊半乳糖素的形状相匹配而不是其序列,这也可能有助于维持细胞“干性”。
果然,他们发现了一种名为NHLRC3的哺乳动物蛋白质,他们认为这种蛋白质的结构可能与罗汉胶素的结构接近,并可能起到类似的作用。王博士解释说,NHLRC3发生在所有早期动物胚胎中,包括人类胚胎。
当研究人员将这种蛋白质应用于小鼠胚胎干细胞时,他们发现像royalactin一样,它有助于维持它们的多能性。出于这个原因,该团队决定将这种蛋白质重新命名为“Regina”,这意味着拉丁语中的“女王”。
“这很有意思。我们的实验意味着里贾纳是一个重要的分子,它控制多能性和祖细胞的产生,从而产生胚胎的组织。我们把神话中的东西与真实的东西联系起来。”
Kevin Wang博士
在未来,研究人员计划了解Regina是否可以促进伤口愈合和细胞再生。他们还希望了解更多将干细胞保持在实验室“年轻”的方法。
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