아연 연결: 메티오닌 매개 만능 조절 메커니즘 풀기

아연 연결: 메티오닌 매개 만능 조절 메커니즘 풀기
날짜:
2022년 7월 20일
원천:
도쿄공업대학
요약:
만능 줄기 세포(PSC)의 분화는 메티오닌 매개 메커니즘을 통해 조절되며, 이는 현재 연구자들이 정확히 지적했습니다. 그들은 아연(Zn)이 PSC 강화에 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈습니다. 그들은 이러한 통찰력을 사용하여 PSC를 인슐린 생산 췌장 베타 세포로 전환하는 프로토콜을 설계했습니다. 이는 잠재적인 당뇨병 치료법입니다.

만능 줄기 세포(PSC)의 분화는 메티오닌 매개 메커니즘을 통해 조절되며, 이는 현재 Tokyo Tech 연구원에 의해 밝혀졌습니다. 그들은 아연(Zn)이 PSC 강화에 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈습니다. 그들은 이러한 통찰력을 사용하여 PSC를 인슐린 생성 췌장 β 세포로 전환하는 프로토콜을 설계했습니다. 이는 잠재적인 당뇨병 치료법입니다.

줄기세포 연구는 의학 치료 분야에서 많은 관심을 받고 있습니다. 만능 줄기 세포(PSC)는 분화라고 불리는 과정을 통해 체내에서 자가 재생하고 다양한 유형의 세포로 변형할 수 있습니다. 이러한 세포는 질병 모델링, 약물 발견 및 세포 대체 요법과 같은 다양한 응용 분야를 가지고 있습니다.

PSC 연구의 초점 중 하나는 당뇨병 치료입니다. 당뇨병의 일반적인 특징은 인슐린을 생산하는 췌장 β 세포가 효과가 없거나 과도하게 작용한다는 것입니다. β 세포를 생산하기 위해 PSC의 분화를 제어하는 ​​것은 해당 분야의 주요 연구 목표 중 하나입니다. 이전 연구에서는 아미노산인 메티오닌이 PSC의 분화에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났습니다. 그러나 그 배후의 정확한 메커니즘은 지금까지 알려지지 않았습니다.

이 퍼즐의 잃어버린 조각을 찾기 위해 Tokyo Institute of Technology(Tokyo Tech)의 Shoen Kume 교수가 이끄는 일본 연구원 팀은 PSC 만능성의 메티오닌 매개 조절에 대해 더 깊이 조사했습니다. Cell Reports 에 발표된 최근 연구 에서 연구자들은 세포의 아연(Zn) 함량이 줄기 세포 분화에 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혔습니다. Kume 교수는 "이 분야의 초기 연구에서 메티오닌이 결핍된 배지에서 PSC를 배양하면 세포 내 S-아데노실 메티오닌 또는 SAM이 감소하여 PSC를 분화 강화 상태로 만드는 것으로 나타났습니다. 그러나 우리 연구는 아연(Zn)이 메티오닌 대사의 하류 표적이며 미분화된 PSC에서 다능성을 강화할 수 있음을 추가로 확인했습니다."

이 연구에서 연구팀은 먼저 메티오닌이 결핍된 환경에서 PSC를 배양했습니다. 그들은 메티오닌 결핍이 세포에서 세포 내 단백질 결합 Zn 수준을 감소시켰을 뿐만 아니라 중요한 Zn 수송 단백질을 생성하는 유전자인 SLC30A1 을 상향 조절한다는 것을 발견했습니다.

그런 다음 팀은 낮은 Zn 농도에서 hiPSC를 배양했습니다. 그들은 Zn이 결핍된 배지가 부분적으로 메티오닌 결핍을 모방하고 세포 성장을 감소시키고 분화 강화를 증가시킨다는 것을 발견했습니다. 그들은 또한 Zn 결핍 상태가 메티오닌 대사 프로필을 변경하고 미분화 hiPSC를 제거한다는 것을 발견했습니다. 이러한 결과는 메티오닌 결핍으로 인한 분화가 세포의 Zn 함량을 낮추어 발생함을 나타냅니다.

통찰력을 사용하여 팀은 인슐린 생산 췌장 β 세포를 생성하는 방법론을 개발했습니다. "β 세포 이식은 당뇨병에 대한 유망한 치료법이지만 치료를 위한 기증자 세포의 부족과 이 치료로 인해 발생할 수 있는 면역 관련 합병증이 있습니다. PSC를 사용하여 유전적으로 일치하는 β 세포를 생산하는 것은 이것을 극복하십시오"라고 Kume 교수는 설명합니다.

이러한 발견은 Zn 동원과 PSC의 메티오닌 유도 강화 사이의 연관성을 나타내며 줄기 세포 치료 분야의 미래 연구에 대한 명확한 방향을 제공합니다.