一項對小鼠干細胞的研究顯示,維生素C通過影響基因的開啟和關閉而對小鼠的健康扮演重要的角色。研究人員認為它可能對小鼠、人類和其他動物的發展發揮重要作用,發現更多的內在機制可以提高我們對體外受精、癌癥和成人干細胞的認識。
資深作者、加州大學舊金山分校(UCSF)干細胞科學家Miguel Ramalho-Santos和他的同事把他們的研究發現在線發表在6月30日的《自然》雜志上。在細胞中,不是所有的基因都一直很活躍的。存在著一種基因表達調控模式來控制基因的開啟和關閉。這都是外基因組在控制,外基因組是控制原有的DNA表達程度的一組指令。
外基因組用于調控基因表達的機制之一就是DNA甲基化。DNA甲基化的過程,是外基因組通過在基因組的一個選定的點上增加一組甲基基團,來抑制某些基因活性。
Ramalho-Santos和他的同事發現,當精子和卵子結合完成受精過程并產生胚胎后,胚胎中干細胞里的某些基因活性會被抑制,而維生素C對幫助釋放這些基因活性起著關鍵作用。
該團隊是在對實驗室中培育小鼠胚胎干細胞的不同類型營養液的比較中偶然得到這一發現的。
Ramalho-Santos在一份聲明中解釋說,他們此前的研究內容并不是這個,“我們是誤打誤撞得到這一發現的,”他補充道。
他和他的同事想找出不同成分的培養基是如何影響干細胞的基因活性的。他們發現,增加維生素C可以促進一種酶的活性,松開那些正常情況下會壓抑基因活性的開關。
維他命C作用于Tet酶,影響DNA甲基化
Ramalho-Santos和他的同事發現,維他命C有助于激活一種被稱為“Tet”的酶,這種酶在受精后和早期發育期間很活躍。
Tet酶作用于沿著DNA附著的大量甲基基團,抑制某些基因的活性。Tet酶出現時,基因活性會根據需要而開啟。
研究團隊發現,Tet酶需要維生素C來發揮出最佳的活性。在人工培育的細胞中,在培養基中增加維生素C能讓基因活性更嚴格地遵循小鼠胚胎發育早期階段產生的模式。
維生素C在體外受精、癌癥治療和干細胞健康領域的潛在作用
Ramalho-Santos說,下一步的研究應探討如何把這一發現應用到臨床實踐。例如,他們可以研究在目前應用的體外受精的培養基中加入維生素C是否能改善受精結果,又如,維生素C是否對DNA甲基化錯誤引起的某些癌癥有效果。
干細胞研究人員也可以開始利用維生素C幫助培育更健康的干細胞,他補充道。
一篇2011年發表在《自然》雜志上的研究表明,Tet酶在干細胞重編程上扮演著重要的角色。
另一個需探索的領域是,維生素C是否有助于維持成體組織中干細胞的健康。近期的研究表明,Tet酶在成體組織中同樣活躍,而不僅僅是在胚胎發育階段。
“…我們預測維生素C可能也調節Tet酶在成體組織中的功能,” Ramalho-Santos說。
該團隊目前計劃就維生素C對活鼠體內的Tet酶發揮的作用做進一步研究。
美國國立研究院、加利福尼亞州再生醫學研究院和加拿大衛生研究院共同資助了這項研究。