胚胎干细胞转录因子NANOG的新发现

在胚胎干细胞的自我更新中，转录因子Nanog具有关键性的作用，这一因子也一直是近年来研究的热点。最近，西班牙国家癌症研究中心（CNIO）的科学家们发现，NANOG也调控成体生物分层上皮细胞的细胞分裂。相关研究结果发表在最近的《自然通讯》（Nature Communications）。

　　

This is a cross section of a mouse esophagus. The dark brown staining shows epithelial cells containing NANOG protein.

生物通报道：在胚胎干细胞的自我更新中，转录因子Nanog具有关键性的作用，这一因子也一直是近年来研究的热点。最近，西班牙国家癌症研究中心（CNIO）的科学家们发现，NANOG也调控成体生物分层上皮细胞的细胞分裂，分层上皮细胞是皮肤表皮的组成部分，或者覆盖在食管和阴道表面。相关研究结果发表在最近的《自然通讯》（Nature Communications），表明这一因子也在食道或皮肤分层上皮源肿瘤的形成中发挥作用。

多能性因子NANOG，在胚胎植入子宫前的短短两天内（受精后5到7天）处于活跃状态。在这个关键的发育期，NANOG基因有助于赋予胚胎干细胞非凡的能力，来构成所有的组织，这些组织会变成成体生物，这种能力在学术上被称为“多能性”。

直到现在，人们认为NANOG的功能仅限于上述提到的植入前发育阶段。然而，由Manuel Serrano和Daniela Piazzolla带领的这项CNIO研究表明，NANOG在成体生物中也发挥作用。

通过免疫组织化学法对小鼠不同组织中存在的NANOG进行分析之后，CNIO研究小组证明，这个因子除了存在于胚胎组织之外，也存在于分层上皮细胞中，如食道、皮肤或阴道。

NANOG与分层上皮细胞源肿瘤有关
此外，研究人员研究了一组小鼠，通过编程，这些小鼠可在有限的时间段内诱导NANOG因子。正如文章所述，当NANOG在这些小鼠体内增加时，上皮细胞的细胞增殖、增生能力提高，细胞中DNA损伤的数量增加。

Serrano称：“有趣的是，NANOG的作用仅存在于分层上皮细胞，而其他的组织，如肝脏和肾脏，对NANOG的表达完全无动于衷。”这进一步强化了“NANOG在分层上皮细胞中选择性地运转”的观点。

Serrano称：“利用全基因组分析，我们表明，这个因子能够特异性地调节这些组织中的细胞增殖，并且它借助于参与控制细胞分裂的AURKA蛋白质，做到这一点。”

该研究的作者也表明，NANOG在来自患者肿瘤样本的分层上皮细胞中增多。此外，当他们利用RNA干扰阻断这个基因的作用时，细胞增殖指数下降。Serrano称：“这告诉我们，这些癌细胞依靠NANOG活性来保持它们的高增殖率和肿瘤特性。”

该研究得益于CNIO研究员Marcos Malumbres和Ignacio Pérez de Castro的参与，他们是AURKA蛋白质及其在细胞周期中作用的研究专家。该研究是由西班牙经济发展部、欧洲联盟、马德里自治区、Botín基金、Ramón Areces基金和AXA基金的资助支持。

（生物通：王英）

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生物通推荐原文摘要：
Lineage-restricted function of the pluripotency factor NANOG in stratified epithelia
Abstract: NANOG is a pluripotency transcription factor in embryonic stem cells; however, its role in adult tissues remains largely unexplored. Here we show that mouse NANOG is selectively expressed in stratified epithelia, most notably in the oesophagus where the Nanog promoter is hypomethylated. Interestingly, inducible ubiquitous overexpression of NANOG in mice causes hyperplasia selectively in the oesophagus, in association with increased cell proliferation. NANOG transcriptionally activates the mitotic programme, including Aurora A kinase (Aurka), in stratified epithelia, and endogenous NANOG directly binds to the Aurka promoter in primary keratinocytes. Interestingly, overexpression of Nanog or Aurka in mice increased proliferation and aneuploidy in the oesophageal basal epithelium. Finally, inactivation of NANOG in cell lines from oesophageal or head and neck squamous cell carcinomas (ESCCs or HNSCCs, respectively) results in lower levels of AURKA and decreased proliferation, and NANOG and AURKA expression are positively correlated in HNSCCs. Together, these results indicate that NANOG has a lineage-restricted mitogenic function in stratified epithelia.