新型RNA标记技术颠覆以往干细胞研究

　　干细胞研究大多是在实验室的培养皿中开展的。然而，斯坦福大学的研究人员近日在《Cell Reports》上发表文章称，体内的干细胞和培养皿中的干细胞在基因表达谱上大相径庭。

　　研究人员认为，若人们对分离后的干细胞开展研究，并得出干细胞功能的结论，那么这些结论需要重新考虑，因为细胞在分离过程中发生了变化。他们发现，当干细胞被分离出来时，某些RNA分子的水平升高，而其他许多RNA分子的水平降低。

　　文章的通讯作者、斯坦福大学医学院的Thomas Rando教授认为：“动物中的细胞与分离出的细胞明显不同。这些显著的差异可能会歪曲我们对于许多成体干细胞的静息状态的看法。现在，大家需要重新思考如何分析干细胞，才能准确反映其体内状态。”

　　肌肉干细胞（MuSC）处于静息状态，在受到特定的刺激时活化。然而，过往的干细胞研究需要将细胞从天然环境中分离，并通过荧光活化细胞分选（FACS）来纯化。然后他们研究分离后细胞的功能、性质和RNA含量。其实，此细胞已经不同于彼细胞了。

　　在这项研究中，Rando及其同事使用了一种新技术，从小鼠出生那一刻开始就特异性标记肌肉干细胞中的RNA分子。之后，他们快速提取出分子进行研究，而不是像以往一样花几个小时分离干细胞。通过这种方法，他们可以将体内和体外的基因表达模式区分开来。

　　这种在体内标记RNA的技术于2013年开发出。它的原理是：表达尿嘧啶磷酸核糖基转移酶（UPRT）的细胞可以将4-硫尿嘧啶（4tU）转化成4-硫代尿苷单磷酸，然后将其整合到正在转录的RNA中。利用这种4tU标记技术，研究人员能够在体内探索肌肉干细胞的转录组

　　研究结果证实了他们之前的结论：尽管肌肉干细胞看起来风平浪静，但实际上却内有乾坤。研究人员惊讶地发现，肌肉干细胞所产生的许多RNA要么在生成蛋白质之前被迅速降解，要么快速生成蛋白质。

　　“过去，我们认为静息是‘一切停止’或休眠状态，”Rando说。“如今的结果表明，根本不是这么一回事。我们一直缺少体内存在的转录本，也不明白为何如此多的转录本未翻译成蛋白质。细胞要么通过阻断RNA或蛋白质的降解，要么快速启动现有RNA转录本的翻译，从而进入另一种状态。”