紐約大學阿布扎比分校 (NYUAD) 的研究人員發(fā)現(xiàn)了一個設置肝臟基因組的代碼，以解釋該器官具有非凡的再生能力。這一發(fā)現(xiàn)為了解當部分肝臟被切除時如何激活促進再生的特定基因提供了新的見解。這些發(fā)現(xiàn)有可能為開發(fā)一種新形式的再生醫(yī)學提供信息，這種醫(yī)學可以幫助小鼠和人類的非再生器官再生。
雖然其他動物可以再生大多數(shù)器官，但人類、小鼠和其他哺乳動物只能在受傷或移除器官時再生肝臟。NYUAD 的研究人員假設，驅(qū)動肝臟再生的基因?qū)⒂商囟ǖ拇a控制，允許它們在受傷或切除時被激活。他們研究表觀基因組，即改變基因表達的 DNA 修飾，而不是改變遺傳密碼本身。
使用小鼠肝臟模型，由生物學教授 Kirsten Sadler Edepli 領(lǐng)導的紐約大學研究人員團隊確定了靜止肝細胞中存在的表觀遺傳密碼元素 - 這些細胞目前無法復制但在適當條件下具有增殖能力- 激活特定基因進行再生。參與肝細胞增殖的基因在未再生的肝臟中被沉默，但令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是它們存在于大多數(shù)基因活躍的基因組部分。研究人員發(fā)現(xiàn)，這些促再生基因帶有特定的修飾——H3K27me3。在再生過程中，H3K27me3 從這些基因中耗盡，使其動態(tài)表達并驅(qū)動增殖。
在由表觀遺傳密碼塑造的染色質(zhì)狀態(tài)賦予小鼠肝臟再生潛力的論文中，該論文發(fā)表在《自然通訊》雜志上，Sadler 和她團隊的首席研究科學家 Chi Zhang 提出了一項發(fā)現(xiàn)，即小鼠肝臟包含表觀遺傳密碼的元素，這些元素允許在發(fā)出信號時激活促再生基因。表觀遺傳模式是一種完善的協(xié)調(diào)基因表達的機制。然而，表觀遺傳模式有助于肝臟基因表達的方式或它們?nèi)绾斡绊懜闻K再生以前是未知的。他們的研究發(fā)現(xiàn)了小鼠肝臟中與特定表觀遺傳標記相對應的六種不同染色質(zhì)狀態(tài)，提供了這個重要器官的第一個染色質(zhì)圖譜，并表明該圖譜的元素對于肝臟再生至關(guān)重要。這一發(fā)現(xiàn)提供了一種機制，可以使肝臟中的細胞保持“準備就緒”狀態(tài)，為信號再生做好準備。
“再生的秘密被鎖定在肝臟表觀基因組的密碼中。我們現(xiàn)在正在研究表觀遺傳密碼的‘作者’——產(chǎn)生表觀遺傳標記的酶——以了解這種表觀遺傳密碼如何應對衰老，因為包括人類在內(nèi)的老年動物的肝臟再生能力下降，”薩德勒說。“對肝臟非凡的再生能力的持續(xù)研究為再生醫(yī)學的發(fā)展提供了希望;也許我們甚至可以嘗試編寫代碼，讓年輕的肝臟再生為老年動物的細胞，或者甚至在其他方面調(diào)整這個代碼不能再生的器官目前只能使用復雜的、高風險的移植手術(shù)來替代。”
標簽： 肝臟再生
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