研究揭示蛋白酶體(ti) 在胚胎幹細胞中的重要作用

    (proteasomes)是在真核生物和古菌中普遍存在的，在一些原核生物中也存在的一種巨型蛋白質複合物。在真核生物中，蛋白酶體(ti) 位於(yu) 細胞核和細胞質中。主要作用是降解細胞不需要的或受到損傷(shang) 的蛋白質。

    蛋白酶體(ti) 是在真核生物和古菌中普遍存在的，在一些原核生物中也存在的一種巨型蛋白質複合物。在真核生物中，蛋白酶體(ti) 位於(yu) 細胞核和細胞質中。蛋白酶體(ti) 的主要作用是降解細胞不需要的或受到損傷(shang) 的蛋白質，這一作用是通過打斷肽鍵的化學反應來實現。能夠發揮這一作用的酶被稱為(wei) 蛋白酶。蛋白酶體(ti) 是細胞用來調控特定蛋白質和除去錯誤折疊蛋白質的主要機製。經過蛋白酶體(ti) 的降解，蛋白質被切割為(wei) 約7-8個(ge) 氨基酸長的肽段；這些肽段可以被進一步降解為(wei) 單個(ge) 氨基酸分子，然後被用於(yu) 合成新的蛋白質。需要被降解的蛋白質會(hui) 先被一個(ge) 稱為(wei) 泛素的小型蛋白質所標記（即連接上）。這一標記反應是被泛素連接酶所催化。一旦一個(ge) 蛋白質被標記上一個(ge) 泛素分子，就會(hui) 引發其它連接酶加上更多的泛素分子；這就形成了可以與(yu) 蛋白酶體(ti) 結合的“多泛素鏈”，從(cong) 而將蛋白酶體(ti) 帶到這一標記的蛋白質上，開始其降解過程。從(cong) 結構上看，蛋白酶體(ti) 是一個(ge) 桶狀的複合物，包括一個(ge) 由四個(ge) 堆積在一起的環所組成的“核心”（右圖中藍色部分），核心中空，形成一個(ge) 空腔。其中，每一個(ge) 環由七個(ge) 蛋白質分子組成。中間的兩(liang) 個(ge) 環各由七個(ge) β亞(ya) 基組成，並含有六個(ge) 蛋白酶的活性位點。這些位點位於(yu) 環的內(nei) 表麵，所以蛋白質必須進入到蛋白酶體(ti) 的“空腔”中才能夠被降解。外部的兩(liang) 個(ge) 環各含有七個(ge) α亞(ya) 基，可以發揮“門”的作用，是蛋白質進入“空腔”中的必由之路。這些α亞(ya) 基，或者說“門”，是由結合在它們(men) 上的“帽”狀結構（即調節顆粒，右圖中紅色部分）進行控製；調節顆粒可以識別連接在蛋白質上的多泛素鏈標簽，並啟動降解過程。包括泛素化和蛋白酶體(ti) 降解的整個(ge) 係統被稱為(wei) “泛素-蛋白酶體(ti) 係統”。

    來自Salk生物學研究所的研究人員公布了新發現蛋白酶體(ti) 在胚胎幹細胞中的重要作用，在實驗過程中，研究人員假設迅速分裂的幹細胞有高蛋白酶體(ti) 活性，來通過清除受損蛋白保護基因組和蛋白酶體(ti) 的完整性。小鼠和大鼠的移植研究表明，人類胚胎幹細胞分化的心肌細胞（hESC-CMs）可以改善心肌梗塞後心髒的功能，但其中涉及的兩(liang) 個(ge) 體(ti) 內(nei) 電行為(wei) 的關(guan) 鍵問題還沒有得到解決(jue) 。首先，hESC-CMs移植後出現的心律失常風險還不確定，其次，受損心髒中hESC-CMs機電整合還未得到證實。所以目前還不清楚這些細胞是否能加入新能量單元，直接改善收縮功能。

    研究過程中發現發現人胚胎幹細胞有高26S/30S蛋白酶體(ti) 活性，這種活性在發生誘導的分化時會(hui) 降低。“高蛋白酶體(ti) 活性”受到19S亞(ya) 單元PSMD11/RPN-6的表達增加以及FOXO4對其表達的調控，後者是一個(ge) 胰島素/IGF-1反應性轉錄因子和DAF-16的直係同源基因。人類心肌移植能滿足真正心髒再生的生理標準，這為(wei) 繼續發展人類胚胎幹細胞為(wei) 基礎的心髒治療提供了支持。