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西雅圖研究人員報告稱小鼠胚胎開始形成后不久，它的一些干細胞經(jīng)歷劇烈的代謝轉(zhuǎn)變后進入下一個發(fā)展階段。這些干細胞會像癌癥細胞那樣開始消耗和生產(chǎn)能量。 這一研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在EMBO雜志上。 華盛頓大學(xué)的生物化學(xué)教授Hannele Ruohola-Baker、論文主要作者表示這些發(fā)現(xiàn)不僅為干細胞研究和研究胚胎發(fā)育以及形狀的初步形成有意義，同時也為癌癥的治有幫助療。這項研究是由西雅圖的幾個研究實驗室之間合作完成的。 胚胎干細胞被稱為多能干細胞，因為他們有自我更新能力，并有成為體內(nèi)任何細胞的潛力。研究人員希望了解組成小鼠胚胎內(nèi)細胞群細胞的干細胞和外胚層或植入階段細胞之間的區(qū)別。在外胚層階段的小鼠胚胎干細胞更接近于人類胚胎干細胞、癌細胞。 人干細胞和小鼠外胚層干細胞比老鼠發(fā)育早期的干細胞具有較低的線粒體呼吸活性。盡管事實上，發(fā)育后期干細胞線粒體較成熟后，線粒體呼吸活性會降低。研究人員證實在內(nèi)細胞群細胞轉(zhuǎn)變成外胚層細胞的過渡期間，某些基因控制線粒體細胞呼吸活性的降低。 相反，過渡期細胞獲得能量完全不依賴于糖、葡萄糖。相比之下，早期小鼠胚胎干細胞通過將線粒體呼吸動態(tài)切換到葡萄糖分解后，能獲得更多能量。 研究人員發(fā)現(xiàn)低氧條件下激活的轉(zhuǎn)錄因子是缺氧誘導(dǎo)因子1α。缺氧誘導(dǎo)因子1α足夠推動小鼠胚胎干細胞完全依靠糖代謝來獲取能量。下一個挑戰(zhàn)是揭示在正常生理情況以及在癌癥情況下這種代謝轉(zhuǎn)化是否對干細胞的命運也有決定性影響。 這些代謝轉(zhuǎn)變可能會決定一些微小原始胚胎細胞的功能性命運。這些細胞首先過渡到外胚層干細胞，隨后演變成整個發(fā)育中的胚胎。 研究人員解釋說在腫瘤細胞中，糖代謝方式的轉(zhuǎn)變被稱為Warburg效應(yīng)。Warburg效應(yīng)能提供腫瘤細胞迅速生長和分裂所需要的能量和物質(zhì)。 研究者提出胚胎干細胞的Warburg效應(yīng)可能在胚胎發(fā)育和早期胚胎的形成以及后來的器官和其他身體結(jié)構(gòu)的形成中也發(fā)揮類似作用。 這項研究是由國立衛(wèi)生研究院的贊助支持。 |
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