圖片來自：Bony De Kumar, Ph.D., and Robb Krumlauf, Ph.D.
Nanog基因和Hox基因能夠分別調(diào)節(jié)細(xì)胞的多潛能性和分化，當(dāng)細(xì)胞處于多能性時，其就會擁有自我更新的能力，并且也能夠潛在轉(zhuǎn)化成為任何一種類型的細(xì)胞；當(dāng)其分化時，其就會轉(zhuǎn)化成為具有高度特異性的細(xì)胞類型，比如大腦細(xì)胞、心臟細(xì)胞和皮膚細(xì)胞等。
在成年有機(jī)體中，這兩種細(xì)胞狀態(tài)之間的平衡對于維持許多組織的平衡狀態(tài)非常重要；比如在血液供給中就會產(chǎn)生多種分化、死亡且進(jìn)行修復(fù)的細(xì)胞類型，而且大量產(chǎn)生成體干細(xì)胞的儲備細(xì)胞庫對于有效移除這些死亡的細(xì)胞也非常重要。這項研究中，研究者發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞多能性和分化特性之間的平衡和部分調(diào)節(jié)性溝通信號緊密相關(guān)，而這些“交流溝通信號”主要參與了Nanog和Hox基因之間的抑制作用。
為此研究人員Krumlauf對比了父母給予其后代相關(guān)指令之間的互聯(lián)機(jī)制（cross-talk），Krumlauf說道，父母們可能會說，你需要取得好趁機(jī)，你需要學(xué)習(xí)這些東西等等，而這些言語也是未來對后代進(jìn)行更好地指導(dǎo)，但同時也應(yīng)當(dāng)考慮或盡量減少說這些話引起的負(fù)面結(jié)果。積極和消極的指示都非常重要，Nanog和Hox基因也有著自身不同的工作，而且其能夠彼此互相抑制，通過幫助細(xì)胞避免錯誤來維持細(xì)胞狀態(tài)之間的平衡。
研究者表示，細(xì)胞分化和多能性是已經(jīng)被研究非常清楚的過程，這項研究將二者相互聯(lián)系了起來，在此之前研究人員并不知道這些通路能夠彼此交流；當(dāng)進(jìn)行2小時和12小時的維甲酸治療后，研究人員發(fā)現(xiàn)，Hox和Nanog基因能夠被綁定到細(xì)胞中相同的靶向位點，這就能夠指示細(xì)胞分化和多能性通路之間的調(diào)節(jié)性互聯(lián)過程了。研究人員同時還觀察到，依賴于所處的環(huán)境，Hox基因和Nanog基因能夠彼此互相抑制。
最后研究者Krumlauf說道，在過去10-20年里，生物學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞能夠主動評估自己所處的環(huán)境，而且其會選擇許多不同的命運；我們所發(fā)現(xiàn)的調(diào)節(jié)性環(huán)能夠幫助我們闡明細(xì)胞功能被維持的動態(tài)特性。本文研究為科學(xué)家們后期闡明組織形成的基本過程，并且開發(fā)新型靶向性再生療法來治療多種類型的癌癥提供了新的希望。
原始出處：
Bony De Kumar, Hugo J. Parker, Mark E. Parrish, et al. Dynamic regulation of Nanog and stem cell-signaling pathways by Hoxa1 during early neuro-ectodermal differentiation of ES cells. PNAS (2017) doi: 10.1073/pnas.1610612114
