研究者找到抑制干细胞凋亡的方法

加州大学河滨分校的研究人员利用一种化学合成化合物blebbistatin抑制NMII促进人类多能干细胞存活，研究论文在线发表于《Nature Communications》杂志上。

　　

    生物通报道  人类多能干细胞(hPS)具有分化成人体多种细胞组织的潜能，长期以来干细胞科学家们开展广泛的研究致力于推动其在脊髓损伤、帕金森氏病、烧伤、心脏病、糖尿病、关节炎和其他疾病的临床应用。目前干细胞技术飞速发展，取得了日新月异的研究成果。科学家已经能够从多种组织分离干细胞，也可将成人体细胞诱导为多能干细胞。但是，脱离了体内微环境的大部分人类多能干细胞包括人类胚胎干细胞和人类诱导多能干细胞当其作为单个细胞在体外培养条件下生长时很容易发生凋亡，从而不利于开展研究工作。因此，抑制干细胞的凋亡对干细胞研究具有重要意义。

    加州大学河滨分校的研究人员证实一种自然存在于人类多能干细胞中的分子马达"nonmuscle myosin II" (NMII)可对多个细胞功能起调控作用。当人类多能干细胞分散成单细胞时，NMII启动细胞发生凋亡。虽然NMII发挥作用的机制尚不清楚，研究人员一致认为NMII是通过诱导细胞主要内在成分发生收缩而最终导致细胞凋亡

    为了终止细胞凋亡，研究人员使用了一种化学合成化合物blebbistatin处理人类多能干细胞，证实blebbistatin可通过抑制NMII促进细胞存活。（blebbistatin是一种可从多家公司购买的商品化生物活性化合物）

   “我们的研究表明blebbistatin与大部分人类多能干细胞凋亡抑制剂一样的有效，”生化系助理教授Noboru Sato说。

    目前研究论文已在线发表于《Nature Communications》杂志上。

    当前大部分人类多能干细胞的培养都需要动物源性的材料例如包被在培养皿表面的基质胶。没有这些材料，人类多能干细胞就无法贴附在培养皿上。但是使用这些材料的不利之处在于它们有可能会导入病毒和其他未知的病原体而引起人类多能干细胞污染。

   “使用blebbistatin的另一个益处在于我们不再需要人源或是动物源性材料包被培养皿表面，”Sato说：“这是因为blebbistatin非常有利于细胞粘附到培养皿表面。我们将blebbistatin与化学合成包被材料多聚赖氨酸（poly-D-lysine）结合，开发了一种完全确定的简化的培养环境从而使得人类多能干细胞能在完全无动物成分和无污染的条件下生长。

    多聚赖氨酸是一种可从多个公司购得的化学合成非动物成分包被材料，可广泛用于其它细胞类型的培养皿包被。用多聚赖氨酸包被培养皿，再在培养基中加入blebbistatin就可促使人类多能干细胞粘附生长。“我们将一些日常的材料混合到一起，生成一种完全不同的干细胞培养技术平台。”Sato说。

（生物通：何嫱）

生物通原文出处推荐：
Nature Communications 1 , Article number: 71 doi:10.1038/ncomms1074

Non-muscle myosin II regulates survival threshold of pluripotent stem cells

Andrea Walker, Hua Su,Mary Anne Conti,Nicole Harb,Robert S. Adelstein& Noboru Sato

Human pluripotent stem (hPS) cells such as human embryonic stem (hES) and induced pluripotent stem (hiPS) cells are vulnerable under single cell conditions, which hampers practical applications; yet, the mechanisms underlying this cell death remain elusive. In this paper, we demonstrate that treatment with a specific inhibitor of non-muscle myosin II (NMII), blebbistatin, enhances the survival of hPS cells under clonal density and suspension conditions, and, in combination with a synthetic matrix, supports a fully defined environment for self-renewal. Consistent with this, genetically engineered mouse embryonic stem cells lacking an isoform of NMII heavy chain (NMHCII), or hES cells expressing a short hairpin RNA to knock down NMHCII, show greater viability than controls. Moreover, NMII inhibition increases the expression of self-renewal regulators Oct3/4 and Nanog, suggesting a mechanistic connection between NMII and self-renewal. These results underscore the importance of the molecular motor, NMII, as a novel target for chemically engineering the survival and self-renewal of hPS cells