美华裔科学家发现主导细胞命运重要表观遗传因子

(责任编辑：glia)

　日前，美国国家医学院院士，洛杉矶加州大学牙医学院的王存玉教授领导其课题组发现了两个关键的表观遗传调控基因在调控成体骨髓间充质干细胞的分化中起主导作用。这项新发现在未来再生医学的应用以及骨质疏松的治疗上将有重要的影响。

　　王存玉教授的科学成果于7月6日在著名学术期刊《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)以封面专题文章发表。该刊物是国际干细胞研究学会的官方学术杂志。

　　王存玉教授多年致力于成体干细胞分化调控和代谢性骨疾病的研究。所谓表观基因调控是指在不影响DNA序列的情况下，各种蛋白和因子通过改变细胞基因的结构，调节基因转录的激活或抑制。成体干细胞作为成人组织中的未分化细胞，具有向多种组织细胞分化的潜能；从骨髓中提取的间充质干细胞可以分化为成骨细胞或脂肪细胞，并可在体外增殖，在骨组织再生与修复方面有着广泛的应用前景和价值，因此成为再生医学领域的研究热点和重点。干细胞向特定组织的分化过程并不是随机的，是在各种分化基因的精密调控下进行的。因而，对于各种分化基因的激活和抑制将左右干细胞的最终命运。

　　王存玉教授的课题组发现了两种可以激活分化基因的组蛋白去甲基化酶，即KDM4B和KDM6B。这两种酶可以通过对细胞染色体内组蛋白的修饰促进干细胞向成骨细胞分化，同时抑制其向脂肪细胞分化。通过对这两种酶的化学处理，科学家们在未来可以更有效地调控干细胞的分化，在成骨再生的临床应用中取得进一步突破。另外，该项发现也为开辟骨质疏松等代谢性骨疾病新的治疗方法提供了新思路。

　　王存玉指出：“应用成人干细胞修复组织缺损或通过干细胞治疗骨质疏松等疾病一直是我们的目标，最好地实现是我们必须进一步了解和掌握调控干细胞分化命运的机理。我们虽然知道特定的分化基因在干细胞向成骨分化时必须被激活，但我们对这些基因如何被激活却知之甚少”。

　　骨质疏松症等衰老性骨疾病通常是由于骨髓中成体干细胞在向成骨与成脂肪分化过程中失衡，从而使骨的微细结构发生退变和破坏。通过对老龄小鼠和骨质疏松小鼠模型的研究，王教授发现KDM4B和KDM6B可以特异性地激活成骨分化因子，同时抑制干细胞向脂肪方向分化。KDM4B和KDM6B专门负责移除对相关基因转录有抑制作用的组蛋白甲基化修饰。这两种酶在老龄小鼠中降低，在老龄小鼠和骨质疏松模型的小鼠中，甲基化修饰明显增多，说明KDM4B和KDM6B与代谢性骨疾病的进展有紧密的关联，因此这两种酶有可能成为今后组织再生和治疗骨质疏松的潜在靶点。

　　王教授透露：“这项研究还与中国学者开展了紧密的合作。我很高兴我的二位来自国内博士后，一位是来自四川大学的叶玲，另一位是来自首都医科大学的范志鹏，他们受到了严格的科研训练。现在他们己是国内口腔医学和干细胞研究的中青年主力。他们己在指导一些优秀的学生。”洛杉矶加州大学牙医学院的院长No-Hee Park教授对这项工作给予高度的评价：“王的这项突破性发现对于未来颅面骨骼的再生与修复，以及骨质疏松的治疗意义非常重大。随着社会的老龄化以及骨质疏松疾病患者的日渐增多，对衰老性和代谢性骨疾病的研究有着更为重要的价值。”

　　王存玉教授现任加州大学洛杉矶分校牙医学院的研究生院副院长，口腔生物医学系系主任及No-Hee Park讲席教授。此项研究受到美国国立卫生研究院的资助。

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