據中科博生研究表明，成體干細胞具有自我更新及分化為特化細胞譜系的獨特能力。這種自我更新和分化的平衡狀態(tài)受到細胞內外許多機制的調控。一些在模型系統中完成的胞外機制研究揭示出，干細胞微環(huán)境對干細胞自我更新起至關重要的作用。然而，由于難于確定干細胞微環(huán)境的定位、結構和功能阻礙了在大多數的組織中對其進行研究。中科博生。
由于它的干細胞和微環(huán)境的空間結構已得到明確闡明，果蠅睪丸為研究成體干細胞和各自的微環(huán)境提供了一個可遺傳操控的理想模型。在果蠅睪丸的頂端存在兩種干細胞群：生殖干細胞（Germline Stem Cell, GSC）和包囊干細胞（cyst stem cell，CySCs）。兩種干細胞同處于由中心細胞（hub cell）構成的微環(huán)境中。中科博生。
干細胞進行不對稱分裂，它的一個子干細胞會繼續(xù)維持與中心細胞的接觸，另一個子細胞則會離開并啟動分化。GSCs和CySCs的子細胞分別被稱作為精原母細胞(gonialblast,GB)和包囊細胞（cyst cell）。隨著精原母細胞遠離微環(huán)境，它會經歷四輪不完全有絲分裂，生成一組16個連通的精原細胞，精原細胞之后會生長發(fā)育形成精母細胞。中科博生。
PIWI是在不同物種發(fā)育過程中不可缺少的一種蛋白。在線蟲、果蠅、斑馬魚和小鼠中，PIWI基因突變引起生殖細胞發(fā)育缺陷，如無法維持GSCs，減數分裂異常，最后造成不育。piRNA 是 2006 年發(fā)現的一類在動物生殖系特異性表達的小分子非編碼 RNA。piRNA 的生成和功能行使均依賴 PIWI 蛋白。之前的研究認為，PIWI/piRNA 通過表觀遺傳水平和轉錄后水平沉默轉座子等自私性遺傳元件，維持生殖細胞基因組的穩(wěn)定性和完整性。近年來的研究發(fā)現，PIWI/piRNA 還可以通過轉錄后水平調控蛋白質編碼基因，參與胚胎發(fā)育、性別決定、配子發(fā)育等事件的調控。目前對于PIWI-piRNA途經的研究范圍已涉及生殖細胞、體細胞甚至癌細胞學等廣泛的領域。中科博生。
為了進一步探究Piwi在體細胞組織和生殖細胞組織中的功能，在新研究論文中研究人員在果蠅睪丸中擴展了他們的分析研究。他們證實，在果蠅睪丸中Piwi不僅是GSC也是CySC維持的必要條件。降低睪丸中Piwi的活性可導致CySC分化缺陷。與此同時，GSC子細胞擴展超出中心細胞的附近范圍，但卻無法進一步分化。此外，他們證實Piwi核定位缺陷可引起體細胞和生殖細胞相似的分化缺陷，通過在體細胞中表達Piwi則可以挽救這一缺陷。Fasciclin 3 (Fas3)是性腺中體細胞發(fā)育至關重要的一個基因。在進一步的分子機制研究中，研究人員確定了Piwi是通過靶向Fas3的piRNAs，調控Fas3的表達來發(fā)揮它的功能的。中科博生。
新研究揭示出了Piwi通過它的表觀遺傳機制，對成體干細胞和生殖干細胞起著至關重要的作用。
中科博生期待大家一起探討學習！
聯系客服
