《PNAS》细胞分化的关键调节因子
在《美国国家科学院院刊》(proceedings of the National Academy of Sciences)上发表的一项研究中,研究人员报告称,他们已经确定了这一过程的一个关键调控因素。他们发现,一种名为BEND3的分子可以关闭数百个与分化相关的基因的表达,从而保持细胞的干细胞样状态。只有当BEND3被下调时,细胞才能恢复其最终的形态和功能。一旦分化,它们通常会停止增殖。
领导这项研究的伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校细胞和发育生物学教授兼系主任Supriya prasanth说,这些发现与理解正常发育有关,也可能对癌症研究有用。
她说:“在大多数癌症中,细胞正在经历这种猖獗的增殖,因为细胞周期调节器不能正常工作。癌症细胞对治疗反应的预后通常与它的分化状态有关。肿瘤分化程度越高,预后越好。”
prasanth说,在治疗期间肿瘤缩小后,干细胞有能力重新填充肿瘤。找到一个分子开关,将癌细胞从增殖转向分化,可能有助于癌症治疗。
prasanth的实验室专注于细胞周期调节器。她的早期研究表明,BEND3是该系统中一个潜在的重要角色。她的团队发现,当BEND3结合到染色体上的战略位置时,它会减少或阻断数十个基因的表达。当去除BEND3后,基因表达反弹。
“当你做这些基因表达研究时,你可以看到数百个基因上升,数百个下降,”prasanth说。“但这到底是什么意思呢?”
在新的研究中,她和她的同事发现,许多被BEND3抑制的基因促进了细胞分化。伊利诺斯州研究生Fredy Kurniawan和Neha Chetlangia与博士后研究员Mohammad Kamran合作,与伊利诺伊大学实验室细胞和发育生物学教授Kannanganattu prasanth和Mirit Aladjem合作,后者是美国国立卫生研究院国家癌症研究所的高级研究员。
Supriya prasanth说:“BEND3与这些基因的结合会阻止它们的表达,阻止细胞进入分化状态。一旦你取消了这种控制,细胞就会向分化途径移动。”
BEND3并不是细胞分化途径的唯一调节因子,Supriya prasanth说,它会与这一过程中的许多其他分子调节因子结合并相互作用。但它的存在或不存在似乎是决定细胞命运的关键,使其成为潜在的医疗干预的一个有吸引力的目标,当这个过程出错时。
在一篇发表在《Genes and Development》杂志上的论文中,纪念斯隆凯特琳癌症中心的Supriya prasanth实验室和合作者对BEND3介导的基因调控提供了结构上的见解。
Fredy Kurniawan, Neha Chetlangia, Mohammad Kamran, Christophe E. Redon, Lorinc pongor, Qinyu Sun, Yo-Chuen Lin, Vijay Mohan, Oways Shaqildi, Darya Asoudegi, Qinyu Hao, Abid Khan, Mirit I. Aladjem, Kannanganattu V. prasanth, Supriya G. prasanth. BEND3 safeguards pluripotency by repressing differentiation-associated genes. proceedings of the National Academy of Sciences, 2022; 119 (9): e2107406119