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加州大学洛杉矶分校Eli和Edythe Broad再生医学和干细胞研究中心的研究人员发现，一种名为α-酮戊二酸的代谢分子有助于多能干细胞在成为成体器官和组织的过程中早期成熟。今天在线发表在“ 细胞代谢 ”杂志上的研究结果对于致力于针对多种疾病的干细胞疗法的科学家来说非常有价值。
多能干细胞具有在体内产生任何特化细胞的能力，例如皮肤，骨骼，血液或神经系统细胞 - 这一过程称为分化。由于这种能力，科学家正在研究多能干细胞，以确定它们是否能够产生健康的组织，可用于治疗阿尔茨海默病和失明症患者。但是为了将多能干细胞诱导成任何所需的细胞类型，科学家必须找到合适的条件和分子混合物，以增加干细胞的分化。
“我们这个领域最大的挑战之一就是利用多能干细胞有效地创造出能够在体内发挥特定功能的特化细胞，”该研究的资深作者，广泛干细胞成员Michael Teitell博士说。研究中心。“我们的研究结果可能有助于克服这一挑战，让科学家更容易创造细胞来治疗疾病。”
当它们分化成特化细胞时，多能干细胞的代谢发生转变，它们开始更有效地将糖转化为能量。Teitell和他的同事们想知道参与新陈代谢或代谢物的分子是否可能不仅仅是这种转变的副产品，实际上可能有助于干细胞的分化。
为了找到答案，他们在一种分子混合物中添加了一种叫做α-酮戊二酸的代谢物，这种分子通常会将人类多能干细胞转变为神经系统细胞。在实验的前四天内，细胞分化为神经细胞的比例高出5%到40%。当他们将α-酮戊二酸添加到用于生产其他细胞类型的其他分子混合物时，研究人员看到了类似的结果。他们发现，α-酮戊二酸加速了分化过程。
“就其自身而言，α-酮戊二酸可能不会促进分化，但当你将其添加到推动特化细胞产生的其他因素时，它似乎会加速这一过程，”Tara TeSlaa说，他是新研究的第一作者， Teitell实验室的研究生。
由于已知α-酮戊二酸通过从细胞中的DNA中去除甲基化学基团来改变基因的调节方式，因此Teitell和TeSlaa怀疑该分子帮助细胞关闭与多能性相关的基因并转向与更有效分化相关的基因。
为了测试该理论，他们在干细胞混合物中添加了另一种化学物质琥珀酸盐。琥珀酸盐阻断了α-酮戊二酸促进的相同的DNA去甲基化化学反应。实际上，添加琥珀酸盐会导致干细胞分化速度变慢，效率降低，这进一步证明了α-酮戊二酸通过作用于基因起作用。
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