Фактор, балансирующий полезные для медицины свойства стволовых клеток

Ключевой белок контролирует свойства стволовых клеток, которые могут сделать их более полезными в регенеративной медицине. К такому выводу пришло исследование под руководством учёных из Mount Sinai, опубликованное в журнале Cell Stem Cell.

Для использования стволовых клеток в безопасных медицинских процедурах необходимо научиться строго контролировать их плюрипотентность (способность становиться клетками многих типов) и самообновление (бессмертие, способность постоянно делиться). Эта стабильность необходима, чтобы иметь запасы клеток для превращения, например, в замену дефектным эритроцитам при серповидноклеточной анемии. Однако неограниченное самообновление, жизненно важное для эмбриона, также может быть источником риска рака.

Исследователи Mount Sinai обнаружили, что белок цинк-пальцевый белок 217 (ZFP217) регулирует работу генов, поддерживающих баланс между самообновлением и дифференцировкой стволовых клеток. Результаты получены на моделях мышиных эмбриональных стволовых клеток.

«Надежда в том, что ZPF217 можно использовать для поддержания запасов терапевтических стволовых клеток. В то же время, поскольку человеческий ZNF217 ассоциирован с низкой выживаемостью при различных раках, понимание работы этого белка в физиологических условиях может помочь прогнозировать риск рака, достичь более ранней диагностики и предложить новые терапевтические подходы», — сказал ведущий автор Мартин Уолш.

Исследование основано на генетических и эпигенетических принципах. Эпигенетика изучает химические изменения генетического материала, которые включают или выключают гены, не меняя унаследованную последовательность ДНК.

N6-метиладенозин (m6A) — наиболее часто встречающаяся модификация РНК в клетках человека, влияющая на её стабильность. В данном исследовании ZFP217 регулирует отложение m6A на мРНК генов плюрипотентности, связываясь с ферментом метилазой m6A, подобной 3 (METTL3), и инактивируя его. Это предотвращает метилирование, которое в противном случае заставило бы стволовые клетки дифференцироваться, положив конец их самообновлению и плюрипотентности.

Результаты также подтверждают, что m6A-метилирование, частично контролируемое сигнализацией ZFP217, играет роль в развитии человеческих раков. Сверхэкспрессия ZNF217 даёт преимущество опухолевым клеткам, позволяя им бесконечно пролиферировать и подавляя пути, которые обычно говорят клеткам созревать.

Исследовательская группа также обнаружила, что ZFP217 включает гены, важные для «стволовости», включая Nanog и Sox2. Экспрессия ZFP217, в свою очередь, может регулироваться этими же факторами в петле обратной связи.

Поскольку Nanog и Sox2 используются исследователями для генерации индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (iPSC), ZFP217 может стать ещё одним инструментом для достижения жёсткого контроля над перепрограммированием клеток.