5月20日，國際學(xué)術(shù)期刊PLoS Genetics 在線發(fā)表了中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院生物化學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)研究所曾藝研究組和朱學(xué)良研究組合作研究的題為Essential Roles of Cyclin Y-Like 1 and Cyclin Y in Dividing Wnt-Responsive Mammary Stem/Progenitor Cells 的研究成果，揭示了Y型周期蛋白家族在小鼠乳腺干細(xì)胞有絲分裂期干性維持中的關(guān)鍵性作用。
干細(xì)胞的自我更新中，至少一個(gè)子代細(xì)胞的干細(xì)胞特性（干性）需要得以維持。細(xì)胞周期如何影響成體干細(xì)胞的干性維持仍然知之甚少。在細(xì)胞有絲分裂期，定位在細(xì)胞質(zhì)膜上的Y型周期蛋白，Cyclin Y (Ccny) 和Cyclin Y-Like 1 (Ccnyl1) 招募并激活Cdk14，通過磷酸化Wnt蛋白的共受體Lrp6從而促進(jìn)細(xì)胞有絲分裂期Wnt信號通路活性。這個(gè)較新的Wnt信號調(diào)控機(jī)制在細(xì)胞系被發(fā)現(xiàn)，但在哺乳動物中是否有生理意義仍然未知。
該工作首次利用小鼠模型揭示單敲除Ccny或Ccnyl1對胚胎發(fā)育和乳腺發(fā)育無影響，說明這兩個(gè)基因有重疊的功能，而雙敲除Ccny和Ccnyl1導(dǎo)致胚胎發(fā)育阻滯在大約E16.5天。在乳腺干細(xì)胞中進(jìn)行雙敲除可使其喪失體外克隆形成和移植后重建小鼠乳腺的能力。進(jìn)一步的譜系示蹤實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雙敲除導(dǎo)致乳腺干細(xì)胞失去競爭力，從而在乳腺發(fā)育過程中被淘汰。機(jī)理研究證實(shí)，Ccny和Ccnyl1通過增強(qiáng)Wnt信號通路活性而發(fā)揮作用。這些發(fā)現(xiàn)說明了Y型周期蛋白在有絲分裂期特異性地上調(diào)Wnt信號通路的活性具有重要的生理意義。這項(xiàng)工作對認(rèn)識細(xì)胞周期調(diào)控干細(xì)胞命運(yùn)的分子機(jī)制具有重要意義。
曾立勇、蔡車國為該論文共同第一作者，曾藝、朱學(xué)良為共同通訊作者。該工作與陳江野研究組合作完成，數(shù)據(jù)收集工作得到生化與細(xì)胞所動物實(shí)驗(yàn)技術(shù)平臺、細(xì)胞分析技術(shù)平臺和分子生物學(xué)技術(shù)平臺的支持。該工作得到了國家科技部、國家自然科學(xué)基金委的資金支持。
圖示：在乳腺干細(xì)胞（或前體細(xì)胞）自我更新過程中，周期蛋白Ccny和Ccnyl1特異性地高表達(dá)于細(xì)胞分裂期，通過結(jié)合Cdk14而磷酸化Lrp6 Ser1490等位點(diǎn)。這種調(diào)控方式增強(qiáng)了分裂期的Wnt信號通路活性，對乳腺干細(xì)胞（或前體細(xì)胞）的干性維持以及乳腺形態(tài)發(fā)生起到了關(guān)鍵性作用。
