霍华休医学中心(Howard Hughes Medical Institute)研究员Hong Wu及其在加州大学洛杉矶分校医学院同僚于2001年十一月1日号的科学报(Science Express)中发表的研究报告指出:在过去被认为与许多癌症相关的一项基因PTEN发现亦为神经干细胞增生之关键调节因子。

 依据Wu的研究发现,PTEN为第二常见缺失的肿瘤压制基因,此基因之缺失会导致许多人类癌症包括:脑癌、乳癌、前列腺癌及子宫内膜癌;亦有证据显示:PTEN蛋白在神经发育上扮演重要角色,已知带有遗传性PTEN基因缺失或突变的人通常会呈现畸形巨头或异常大的脑容量病征。

 由于使老鼠的这项基因失去作用(knock out)会导致其早死,因此Wu及其同僚利用Cre-loxP系统来操作使此基因在怀孕后期才被消去。研究者发现:消去老鼠胚胎中的Pten基因将会高度活化脑中调节细胞增生及死亡的讯息传导路径;解剖学研究结果显示:突变动物的脑容量亦明显增加,脑细胞本身亦变得较大,此为首项证据显示PTEN蛋白可调节哺乳动物的细胞大小。科学家们进一步利用抗体标示特殊型态的脑细胞,研究结果发现:突变鼠神经干细胞可在胚胎脑中发展成为正常的细胞,除此之外,细胞标示实验显示脑细胞增加主要为细胞增生率增加而程序性细胞死亡率降低的结果。

 Wu及其同僚亦利用所谓的神经球体(neurosphere)细胞培养来自正常及突变老鼠的干细胞,探究干细胞是如何发育?神经球体为脑细胞之微细聚集体;来自不同脑部位的神经球体可藉由给予生长因子诱导增生及分化。Wu表示:“我们发现突变之神经球体比正常神经球体的增生状况来得好!如同活体实验中的结果,我们发现突变的神经球体与正常神经球体一样可以产生正常的神经细胞如:神经元、星状细胞及寡突神经胶质细胞。这些实验都显示:PTEN蛋白为神经干细胞细胞增生及程序性细胞死亡的主要调节因子。”

 Wu并强调这才刚刚开始,此讯息路径将对未来的临床研究有重大的影响,Wu及其同僚将更进一步研究PTEN是否可促进干细胞进入细胞周期并增殖,他们并计划详细分析消去PTEN是否会使动物发展出癌症。

 了解PTEN基因表现如何促进调节神经干细胞的增生将有助于善用干细胞来治疗神经性的疾病,亦有助于研发治疗癌症的新药物。

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