影响干细胞形成的两个蛋白

向基因组中插入了四个蛋白质的基因，使成熟的人类细胞转变成了类早期干细胞的状态，这一技术称为细胞重编程(Reprogramming)。重编程后的细胞有发育成任意类型细胞的能力，称为细胞的多能性。人们一直希望由人类成熟细胞转化成的多能干细胞有朝一日能新的组织或器官，用以修复或替代人类的损伤组织或患病组织。细胞重编程过程中，它会关闭由葡萄糖产生能量的新陈代谢通路，该通路发生在有氧条件下的线粒体，继而启用无氧条件下的糖酵解通路。能量产生通路的转变对胚胎细胞和组织干细胞很重要，因为它们必须在低氧环境下生存。

此次研究，研究人员通过对缺氧诱导因子1α和2α(Hypoxia-induced factor 1α and 2α，HIF1α和HIF2α)的功能缺失分析。研究发现这两种蛋白质对细胞重编程产生干细胞是必需的，他们会调控一些下游基因显著改变细胞行为。为了更详细地了解HIF1α和HIF2α对细胞的影响，研究人员分别激活其中一种，发现当HIF1α单独被激活时，细胞进入糖酵解通路，由此产生更多的诱导型多能干细胞。然而单独激活HIF2α时，细胞不会转化为干细胞。如果同时激活HIF1α和HIF2α，HIF2α会胜出，阻断干细胞的形成。深入挖掘发现HIF2α在细胞重编程初期的确能促进细胞向糖酵解通路转换，但当该过程持续时间太长时，HIF2α能上调肿瘤坏死因子相关的诱导凋亡配体(TNF-related apoptosis-inducing ligand，TRAIL)的表达，该配体会诱导干细胞凋亡，阻断干细胞的产生。因而，HIF2α既能促进细胞多能性，也能抑制细胞多能性，这取决于细胞重编程的不同时期。