干细胞在实验室皿中比在体内表达基因的方式不同

人体内的干细胞在实验室皿中分离出来的基因表达谱与在同一个细胞中分离的基因表达谱有明显的不同。

研究表明，基于干细胞研究的干细胞功能的任何结论可能需要重新考虑细胞的生物学变化在分离的事实。研究人员特别发现，当分离出干细胞时，某些RNA分子水平增加，而许多其他RNA分子水平下降。

神经学和神经科学教授Thomas Rando医学博士说：“动物中的细胞明显不同于那些被研究去除的细胞。“这些显着的差异很可能会扭曲我们对静止状态对于许多类型的成体干细胞的看法。我们和其他研究人员需要重新思考如何以准确反映体内状态的方式来描述干细胞。“

一篇描述这项研究的研究报告于11月14日在Cell Reports上发表。斯坦福大学Glenn老龄生物中心主任Rando 是高级作者。博士后学者Cindy van Velthoven博士是第一作者。

新技术

以前关于干细胞基因表达的研究主要基于已经从动物体内的天然环境中去除并通过称为荧光激活细胞分选或FACS的过程纯化的细胞。然后研究人员研究了分离细胞的功能，生物学和RNA含量。

知道我们是什么并且不是模拟这些细胞在体内的状态是非常重要的。
相比之下，Rando和他的同事们使用了一种新技术，允许他们在出生的那一刻在小鼠肌肉干细胞中特异性标记RNA分子。然后可以将这些分子快速提取用于研究，与从动物中分离整个干细胞所需的几个小时相反。这种方法使他们能够将体内基因表达的模式与分析RNA之前分离的干细胞中观察到的模式区分开来。

这个结果证实了Rando实验室以前的研究表明：尽管肌肉干细胞看起来很困倦，但实际上是由一个宁静的外膜掩盖的活动的温床。研究人员特别惊讶地发现，由肌肉干细胞体内产生的许多RNA在被制成蛋白质之前或者被降解，或者被制成蛋白质，然后被迅速破坏 - 这似乎是一个令人震惊的细胞能量浪费他们大部分的生命只是沿着肌肉纤维冷却脚跟。

兰多说：“从历史上看，我们认为静止是一种”一切皆有可能“，或者是休眠状态。“但是我们的工作表明，现实是完全不同的。我们不仅失去了存在于体内的转录物，而且我们也不明白为什么如此多的体内转录物不能被制成蛋白质。这可能是细胞保持准备进行快速转化的一种方法，可以通过阻断RNA或蛋白质的降解，或者迅速启动已经存在的RNA转录本的翻译。

细胞分离的影响

研究人员发现，分离的细胞使大量的RNA分子已知参与细胞应激和细胞增殖。相反，体内的干细胞会使更多的RNA参与维持静止状态，直到被要求产生新的肌肉纤维时才存在。

研究人员还发现，分离整个肌肉干细胞进行研究的过程中，导致一些重要的RNA分子降解，使以前的研究检测不到。这些发现进一步支持了这样一种观点，即静止状态不是休眠状态，而是积极的调节和控制之一 - 一旦细胞被唤醒以开始组织修复过程，不再需要的控制。

Rando和他的同事预计，新的RNA标记技术将被许多研究成体干细胞的研究人员所使用。

Rando说：“了解我们的内容非常重要，而不是模拟这些细胞在体内的状态。“当我们看FACS分离的干细胞时，我们是否正确建模？这项研究将对该领域的研究人员如何思考如何理解干细胞在组织中存在的特性方面产生重大影响。

Rando是斯坦福大学  Bio-X，  神经科学研究所  和  心血管研究所的成员。 

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