Cell Stem Cell：科学家揭示线粒体如何影响干细胞特性和命运决定

　　2016年06月06日讯 来自加拿大渥太华大学的研究人员发现线粒体动力学能够通过调控核转录编程影响干细胞特性及命运决定。这为深入理解因干细胞异常导致的疾病的机制，找到相应治疗方法以及如何维持干细胞干性提供了重要信息。相关研究结果发表在国际学术期刊Cell Stem Cell上。

　　深入了解干细胞干性维持的调控机制是防止干细胞耗竭和衰老的关键所在。虽然线粒体形态学在组织发育和稳态维持的过程中发挥基础作用，但是干细胞的线粒体究竟如何对干细胞产生影响至今未得到深入了解。

　　在这项最新研究中，研究人员发现线粒体动态学能够调控干细胞的特性，自我更新以及命运决定，这种调控作用是通过协调一系列基因的转录编程而实现的。研究人员发现通过敲除OPA1或者MFN1/2改变线粒体结构会损伤神经干细胞的自我更新，随后还会带来衰老依赖的干细胞耗竭，神经元生成障碍以及认知能力损伤。

　　为了找到线粒体结构变化导致干细胞损伤的原因，研究人员进行了基因表达谱分析，结果表明干细胞自我更新抑制分子Botch以及促进未成熟细胞发生分化的转录因子都存在异常表达。研究人员提出线粒体动力学发生改变能够调节干细胞命运决定，而这一过程是通过驱动ROS介导的生理学过程来实现的，该过程会触发两种不同的转录编程，既可以抑制干细胞自我更新又会通过NRF-2介导的逆行信号途径促进干细胞分化。

　　这些发现表明线粒体动力学是影响干细胞自我更新和命运决定过程的上游调控因素，并且这种调控是通过转录编程完成的。这项研究为深入理解干细胞损伤导致的疾病机制以及干细胞疗法的开发提供了重要信息。

　　线粒体简介

　　线粒体（mitochondrion）是一种存在于大多数细胞中的由两层膜包被的细胞器，是细胞中制造能量的结构，是细胞进行有氧呼吸的主要场所，被称为"power house"。其直径在0.5到10微米左右。

　　除了溶组织内阿米巴、篮氏贾第鞭毛虫以及几种微孢子虫外，大多数真核细胞或多或少都拥有线粒体，但它们各自拥有的线粒体在大小、数量及外观等方面上都有所不同。

　　线粒体拥有自身的遗传物质和遗传体系，但其基因组大小有限，是一种半自主细胞器。除了为细胞供能外，线粒体还参与诸如细胞分化、细胞信息传递和细胞凋亡等过程，并拥有调控细胞生长和细胞周期的能力。