最近一項研究表明，細胞代謝產(chǎn)物改變能夠調節生命最早期階段的胚胎干細胞發(fā)育。這項研究將幫助科學(xué)家提高應用胚胎干細胞獲得新組織和新器官的能力，同時(shí)也會(huì )促進(jìn)不孕不育以及癌癥等常見(jiàn)病治療方法的開(kāi)發(fā)。

　　相關(guān)研究結果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊NatureCellBiology上。

　　受精之后，受精卵細胞會(huì )沿輸卵管移動(dòng)，并在這一過(guò)程中開(kāi)始分裂形成一些胚胎細胞，這些細胞也叫做胚胎植入前的原始胚胎細胞（naive,cells），每個(gè)細胞都具有發(fā)育成為任意細胞類(lèi)型的多能性。當發(fā)育中的胚胎進(jìn)入子宮，它必須植入子宮內膜，才能使得妊娠過(guò)程繼續發(fā)生。上述過(guò)程發(fā)生之后，naive干細胞就會(huì )發(fā)生重要轉變，在向特定細胞類(lèi)型分化的過(guò)程中邁出第一步，naive干細胞變?yōu)閜rimed胚胎干細胞。

　　組織再生領(lǐng)域的科學(xué)家們對上述轉變特別感興趣，雖然胚胎植入后的primed胚胎干細胞仍然能夠變成任意細胞類(lèi)型，但是相比于植入前的naive干細胞，primed干細胞更難操作。

　　之前一項研究對兩種干細胞進(jìn)行了基因表達譜比較，發(fā)現了一些與細胞代謝相關(guān)的基因在兩種細胞中存在差異--在naive細胞中與代謝相關(guān)的基因特別是與線(xiàn)粒體功能相關(guān)的基因表達水平更高，其中一種可以表達產(chǎn)生尼克酰胺N-甲基轉移酶（NNMT）的基因存在顯著(zhù)差異。

　　為了進(jìn)一步確定這些變化，研究人員利用質(zhì)譜技術(shù)對細胞內的代謝產(chǎn)物水平進(jìn)行了比較分析，這種方法也叫代謝組學(xué)分析。分析之后研究人員發(fā)現通過(guò)比較細胞內的代謝產(chǎn)物可以實(shí)現對naive干細胞和primed干細胞的區分。在naive細胞中富集著(zhù)一種叫做甲基煙酰胺的代謝產(chǎn)物可以幫助識別naive細胞，而這種代謝產(chǎn)物就是NNMT的催化產(chǎn)物，NNMT在許多癌癥中也存在表達增加。

　　研究人員發(fā)現在naive細胞中NNMT處于活躍狀態(tài)，它能夠降低細胞內甲基基團的水平，而在正常細胞中甲基基團會(huì )通過(guò)組蛋白甲基化修飾過(guò)程調控基因表達，因此NNMT限制了naive細胞內的基因表達。

　　另外一方面，primed細胞內的NNMT活性較低，細胞內的甲基基團供體就可以用于組蛋白的甲基化修飾，幫助細胞進(jìn)入始發(fā)狀態(tài)。研究人員還證明通過(guò)CRISPR基因編輯技術(shù)調控NNMT活性可以將細胞穩定在原始狀態(tài)或始發(fā)狀態(tài)。

　　總得來(lái)說(shuō)，這項研究對于干細胞在再生醫學(xué)領(lǐng)域的應用具有非常重要的意義。