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纽约大学阿布扎比研究人员解开了肝脏再生的秘密

导读 肝脏是唯一可以在哺乳动物中自我再生的实体器官,但是尽管经过数十年的研究,但尚未发现赋予肝脏这种特殊性质的能力。纽约大学阿布扎比研究

肝脏是唯一可以在哺乳动物中自我再生的实体器官,但是尽管经过数十年的研究,但尚未发现赋予肝脏这种特殊性质的能力。

纽约大学阿布扎比研究人员提出,由表观基因组驱动的新机制可促进肝脏再生。表观基因组是指包装DNA以使某些部分可被激活(即基因)并且某些部分保留在休眠域中的代码 - 这些休眠部分主要包含旧病毒或转座因子的残余物。

表观遗传学补偿是指通常具有一种作用的表观基因组的部分 - 即抑制基因,被选择做不同的工作 - 当表观基因组的另一部分缺失DNA的包装材料中的修饰影响遗传多少程序是活跃的还是被压制的。这些修饰不会改变DNA序列,而是影响细胞读取基因的方式。

该研究报告表明,表观基因组的主要作用是保护基因组免受基因组寄生虫(转座因子)的激活。

新发现已发表在“发育细胞”杂志上。

在最近发表在“发育细胞”杂志上的一项研究中,纽约大学阿布扎比研究人员报告了一种新的方法,使肝脏能够自我再生。他们发现,通过剥离表观基因组的部分,其在抑制“跳跃基因”(即转座因子)中起主要作用,其他表观遗传标记被重新分配。

这种新发现的表观遗传补偿形式保护基因组不受转座因子激活的影响,但是这些补偿性表观遗传标记远离它们在调节基因表达方面的正常工作。结果是,当这些标记被剥夺其正常作用时,它们通常抑制的基因被早期激活并且在对部分肝脏的手术切除的再生反应期间持续。

这种类型的手术与人类相关,因为它用于切除肝脏肿瘤,并且再生反应对于肝脏对损伤作出反应是必不可少的。该研究结果是对肝脏再生过程理解的重大进展,肝脏再生过程在人类,小鼠和其他哺乳动物的器官中是独一无二的。

由生物学副教授Kirsten Sadler Edepli领导的纽约大学阿布扎比萨德勒实验室的研究人员在小鼠肝脏中移除了一种关键的表观遗传调节因子UHRF1。他们发现,当他们切除部分肝脏时,剩余的肺叶通过激活早期激活的再生基因更容易反应,并且这种再生计划保持活动更长时间,导致肝再生增强。

表观基因指的是打包的基因组,使得一些部分可以被激活(即基因)和一些部分保持在休眠域中的代码 - 这些休眠份主要包含的旧的病毒或可转座元件,这是由1983年诺贝尔提出了著名残余Barbara McClintok的奖项发现。

令人惊讶的是,他们发现通过另一种抑制性表观遗传标记(H3K27me3)存在额外的保护层,而不是引起转座因子的大量激活或免疫反应以减轻转座因子的释放。当DNA甲基化缺失时,该标记从基因启动子重新分配以抑制转座因子,从而补偿DNA甲基化的丧失。当这个标记被重新分配时,它被从其在抑制促进肝再生的基因中的作用中移除。因此,缺乏UHRF1的肝脏能够更快地再生。

“当H3K27me3补偿DNA甲基化的损失时,这会为肝脏再生带来良好的表观遗传环境,”Sadler Edepli说。“探讨能够改变表观基因组的药物是否具有诱导表观遗传学补偿的潜力,并增加肝脏在肝脏疾病或失败的情况下再生的能力,这将是令人兴奋的。”Shuang Wang是Sadler Edepli实验室的博士后研究员,曾在西奈山伊坎医学院工作,他与纽约大学实验室的成员以及纽约的Emily Bernstein和Amaia Lujambio合作领导了这项研究。

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