分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)
某科學の超電報

開關在這裡啦!環形 RNA 是調控多能性幹細胞的關鍵?

身體的細胞會受傷、老化,多能性幹細胞(Pluripotent Stem Cells)則是修補身體的契機。一般的細胞已經有固定的功能,多能性幹細胞則可被分化成各種不同的細胞,以替代已損壞或老化的細胞,為再生醫學、發育生物學、疾病致病機轉與新藥開發領域帶來諸多發現與希望。世界不同之研究與醫療機構也正以此類幹細胞為基礎進行臨床細胞治療及藥物開發運用。

中央研究院〈細胞與個體生物學研究所〉郭紘志副研究員研究團隊,多年來投注於多能性幹細胞相關研究與應用,最新研究首度發現,人類多能性幹細胞中的環形 RNA(circular RNAs)具有調控幹細胞維持與分化之功能,其生合成途徑亦經證實。論文已發表於《自然通訊》(Nature Communications)。

控制多能性幹細胞的開關之一:環形 RNA─circBIRC6

人類多能性幹細胞可分為「胚胎幹細胞」(ESC, embryonic stem cells)與「誘導式多能性幹細胞」(iPSC, induced pluripotent stem cells)。「胚胎幹細胞」取自胚胎,不易獲得;「誘導式多能性幹細胞」則是以人工方法誘導人類細胞成多能性幹細胞,發明人山中伸彌教授因此獲得 2006 年諾貝爾醫學獎。多能性幹細胞帶來希望,但多能性如何維持,或啟動其分化成各種細胞的機制尚不清楚。然而,郭紘志研究團隊最新研究發現,人類多能性幹細胞含有大量的環形 RNA,其中一種 circBIRC6 可維持幹細胞的多能性。藉由控制 circBIRC6 的表現,研究人員可以調控多能性幹細胞維持多能性或啟動分化,亦即發現一個得以控制多能幹細胞的開關。

維持細胞多能性的基因表現:NANOG、OCT4首先與 RNA 剪接因子(ESRP1)共同調控特定環形 RNA(circBIRC6)的表現量(下方),而 circBIRC6 則會透過調節微小 RNAs(miR-34a及miR-145)來促進 NANOG 及 OCT4 基因表現,進而維持胚胎幹細胞的多能性(圖片上方)。 圖/中央研究院

其實,環形 RNA 的存在是近幾年的新發現。基因從 DNA 轉錄成直線式的 RNA,再藉由反式剪接(back-splicing)形成環形 RNA。環形 RNA 過去被認為是基因轉錄(transcription)過程的錯誤,但目前的研究顯示,環形 RNA 可以調控細胞內的基因表現,非但不是錯誤,反而有重要功能。

調控多能性幹細胞──未來醫療的可能基石

本研究成果對多能性幹細胞應用的幾項主要問題,例如:低落且不專一的細胞分化及細胞癌化等,提供了嶄新的解決方案。藉由控制環形 RNA,可調控多能性幹細胞分化出特定體細胞,或體細胞誘導出的 iPSC,藉此降低細胞移植後之可能癌化現象、提高細胞治療的安全性,是更安全的細胞產製方法。團隊希望透過此類多能性研究,可以有效應用多能性幹細胞於再生醫學中,成為未來化醫療的基石。

中央研究院細胞與個體生物學研究所發佈記者會。 圖/中央研究院提供

郭紘志副研究員強調:「環形 RNA 除了開啟多能性幹細胞的應用潛力外,未來也可能有助於發展創新醫療技術,將環形 RNA 作為診斷或治療疾病的標的。」

  • 此論文題目為〈The circular RNA circBIRC6 participates in the molecular circuitry controlling human pluripotency〉刊載於 Nature Commuication 27 October, 2017,作者:余俊穎博士、李東城博士、吳逸盈博士、葉蟬嫻博士、蔣瑋、莊靜玉博士與郭紘志副研究員;研究全程於中央研究院進行,研究經費獲中央研究院、科技部及國家衛生研究院核可資助。
  • 本文編修自中央研究院新聞稿「發現多能性幹細胞關鍵:環形 RNA 可望推進再生醫學及創新醫療技術」

關於作者

活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。

本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。
Email: contact@pansci.asia