中外學者發表Science：胎兒生長的關鍵調節因子

生物通報道：來自美國國立衛生研究院，台灣陽明大學的研究人員發現一種稱為ZFP568的蛋白能調控關鍵的胎兒生長激素：胰島素樣生長因子2（Igf2），這項研究首次發現了用於沉默古老感染病毒基因的KRAB-鋅指蛋白也在胎兒和胎盤發育中發揮重要作用。

這一研究成果公布在最新一期（5月18日）的Science雜誌上，由NIH的Todd S. Macfarlan研究員和台灣陽明大學的Che-Kun James Shen教授領導完成，同濟大學生科院的Yixuan Wang也參與了該項研究。

Igf2是一種重要的生長因子，在胎兒發育過程中高度活躍，其調控失常可導致例如Beckwith-Wiedemann綜合征等過度發育疾病。它通過Igf1受體，誘導一個胞內信號級聯反應刺激細胞增殖，發揮促生長效應。而且這一因子也在多種人類惡性腫瘤中是異常調節的，因此也已經被科學家發展為腫瘤特異性基因治療的一個靶標。

在這篇文章中，研究人員利用缺失ZFP568（一種KRAB-鋅指蛋白）的小鼠模型，發現ZFP568能抑制Igf2基因，而後者對於胎兒和胎盤發育平衡至關重要。研究人員指出ZFP568抑制了胎盤Igf2的過早表達，即胚胎植入子宮后這段時間。Igf2的精確表達十分重要，因為Igf2水平的微小變化會導致人體發育出現紊亂，引發例如Beckwith-Wiedemann綜合征等過度發育疾病。

Macfarlan博士表示，「ZFP568屬於一種快速進化的蛋白家族，這些蛋白在識別和保護來自古老病毒，之後被哺乳動物遺棄的基因組方面扮演了重要角色。我們的這項研究發現了KRAB鋅指蛋白是如何進化出重要的發育功能的，這可能是其在基因組防禦中主要作用的一個副產物。」

在這項研究中，研究人員發現缺失ZFP568的小鼠無法正常發育，這表明Igf2在早期發育中如果過多，會有毒性。研究人員還發現，包括人類在內的哺乳動物具有ZPF568樣蛋白，因此Igf2抑制可能在哺乳動物的早期進化中起重要作用。他們目前正在探索ZFP568在人體中是否具有相似的功能，以及其它KRAB-鋅指蛋白是否也進化出了在其它疾病發育進程中的重要作用。

Macfarlan曾在胚胎髮育的早期階段ES細胞循環進出於一種「神奇狀態」中，在此過程中一系列為細胞潛能（一個通用細胞分化或發育形成具有特化功能細胞的能力）所必需的基因被激活。

研究人員在早期胚胎髮生過程中鑒定了ES細胞，然後進一步在培養皿中使胚胎髮育和培養它們。他們發現一群罕見的特化ES細胞激活了這些病毒基因，將它們與培養皿中其他的ES細胞區分開來。通過將反轉錄病毒為己所用，這些罕見細胞恢復了更具可塑性的年輕狀態，因此具有更大的發育潛能。Nature：胚胎幹細胞的「神奇狀態」

（生物通：萬紋）

原文檢索：

Yang P, Wang Y, Hoang D, Tinkham M, Patel A, Sun MA, Wolf G, Baker M, Chien HC, Lai KYN, Cheng X, Shen CKJ, and Macfarlan TS. A placental growth factor is silenced in mouse embryos by the zinc finger protein ZFP568. Science DOI: 10.1126/science.aah6895 (2017)