新型RNA標記技術顛覆以往干細胞研究

　　干細胞研究大多是在實驗室的培養皿中開展的。然而，斯坦福大學的研究人員近日在《Cell Reports》上發表文章稱，體內的干細胞和培養皿中的干細胞在基因表達譜上大相徑庭。

　　研究人員認為，若人們對分離后的干細胞開展研究，并得出干細胞功能的結論，那么這些結論需要重新考慮，因為細胞在分離過程中發生了變化。他們發現，當干細胞被分離出來時，某些RNA分子的水平升高，而其他許多RNA分子的水平降低。

　　文章的通訊作者、斯坦福大學醫學院的Thomas Rando教授認為：“動物中的細胞與分離出的細胞明顯不同。這些顯著的差異可能會歪曲我們對于許多成體干細胞的靜息狀態的看法。現在，大家需要重新思考如何分析干細胞，才能準確反映其體內狀態。”

　　肌肉干細胞（MuSC）處于靜息狀態，在受到特定的刺激時活化。然而，過往的干細胞研究需要將細胞從天然環境中分離，并通過熒光活化細胞分選（FACS）來純化。然后他們研究分離后細胞的功能、性質和RNA含量。其實，此細胞已經不同于彼細胞了。

　　在這項研究中，Rando及其同事使用了一種新技術，從小鼠出生那一刻開始就特異性標記肌肉干細胞中的RNA分子。之后，他們快速提取出分子進行研究，而不是像以往一樣花幾個小時分離干細胞。通過這種方法，他們可以將體內和體外的基因表達模式區分開來。

　　這種在體內標記RNA的技術于2013年開發出。它的原理是：表達尿嘧啶磷酸核糖基轉移酶（UPRT）的細胞可以將4-硫尿嘧啶（4tU）轉化成4-硫代尿苷單磷酸，然后將其整合到正在轉錄的RNA中。利用這種4tU標記技術，研究人員能夠在體內探索肌肉干細胞的轉錄組

　　研究結果證實了他們之前的結論：盡管肌肉干細胞看起來風平浪靜，但實際上卻內有乾坤。研究人員驚訝地發現，肌肉干細胞所產生的許多RNA要么在生成蛋白質之前被迅速降解，要么快速生成蛋白質。

　　“過去，我們認為靜息是‘一切停止’或休眠狀態，”Rando說。“如今的結果表明，根本不是這么一回事。我們一直缺少體內存在的轉錄本，也不明白為何如此多的轉錄本未翻譯成蛋白質。細胞要么通過阻斷RNA或蛋白質的降解，要么快速啟動現有RNA轉錄本的翻譯，從而進入另一種狀態。”