华南理工大学首次发力国际顶级期刊Cell Metabolism

来源：iNature

多能干细胞（PSC）可以无限的自我更新并且具有分化成所有类型的体细胞的潜力。体细胞通过“Yamanaka因子”的转导被重编程为诱导多能干细胞（iPSCs），从而为再生医学和患者特异性细胞治疗提供了新的希望。虽然已知干细胞的多能性决定了胚胎发育的命运，但获得和维持完全多能性的机制仍然难以实现。

华南理工大学高平，中科院动物所周琪，中国科学技术大学张华凤合作在Cell Metabolism在线发表了题为“Mitochondrial Dynamics Is Critical for the Full Pluripotency and Embryonic Developmental Potential of Pluripotent Stem Cells”的研究论文，该研究揭示线粒体裂变和融合之间的平衡对于干细胞的完全多能性是至关重要的； 在机制上，过量的线粒体裂变增加细胞溶质Ca2 +进入和CaMKII活性，导致泛素介导的β-Catenin蛋白的蛋白酶体降解。 该研究结果揭示了线粒体动力学在确定多能干细胞的完整多能性和胚胎发育潜力方面的先前未被认可的基本作用。

多能干细胞（PSC）可以无限的自我更新并且具有分化成所有类型的体细胞的潜力。体细胞通过“Yamanaka因子”的转导被重编程为诱导多能干细胞（iPSCs），从而为再生医学和患者特异性细胞治疗提供了新的希望。早期研究观察了胚胎干细胞（ESCs）和iPSCs中的基因表达谱，并发现iPSCs和胚胎干细胞表达相同的表面标志物并且同样能够产生畸胎瘤，但它们的胚胎发育潜力不同。尽管多项研究表明多能基因转录，表观遗传修饰和细胞代谢参与调节多能性的机制，但是决定多能干细胞的多能性差异的因素在很大程度上仍然是难以捉摸的。

文章总结

线粒体是细胞器，其在多种细胞过程中起关键作用，例如代谢，细胞内钙平衡，信号传导，铁-硫簇的组装，其对氧化还原反应和细胞凋亡是重要的。细胞线粒体不能作为分离的和静态的细胞器发挥作用;相反，它们将线粒体群中的内容物（包括线粒体DNA）混合以促进同质性，在不同条件下改变其形态，通过选择性降解消除“受损”的线粒体，沿细胞骨架运输，并与其他细胞器相互作用。所有这些活动都是通过融合和裂变蛋白介导的线粒体动力学来协调的。由于线粒体融合或裂变中的缺陷与各种临床疾病相关，因此合理的假设是线粒体动力学的药理学操作可能具有治疗益处。因此，必须进一步剖析线粒体动力学通常调节iPSC或PSC的全部多能性和发育潜力的机制。

在这里，研究人员表明线粒体裂变和融合之间的平衡对于干细胞的完全多能性是至关重要的。 通过分析具有不同发育潜力的诱导多能干细胞，研究人员发现过量的线粒体分裂与胚胎发育潜能受损有关。 进一步发现线粒体动力学的破坏损害了多能干细胞的分化和胚胎发育; 最值得注意的是，显示过量线粒体分裂的多能干细胞不能通过四倍体互补产生活的后代。 在机制上，过量的线粒体裂变增加细胞溶质Ca2 +进入和CaMKII活性，导致泛素介导的β-Catenin蛋白的蛋白酶体降解。 该研究结果揭示了线粒体动力学在确定多能干细胞的完整多能性和胚胎发育潜力方面的先前未被认可的基本作用。

参考信息：

https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(18)30684-3