利用單倍體干細(xì)胞揭示蓖麻毒素致命機(jī)制

奧地利維也納分子生物技術(shù)研究所研究人員zui終鑒定出一種控制致命性植物毒素和生化武器蓖麻毒素（ricin）如何殺死人的關(guān)鍵性蛋白Gpr107。這一研究成果是研究人員利用一種結(jié)合干細(xì)胞生物學(xué)和現(xiàn)代篩選方法的開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)而發(fā)現(xiàn)的，并且于2011年12月2日發(fā)表在科學(xué)期刊《細(xì)胞-干細(xì)胞》（Cell Stem Cell）上。

蓖麻毒素來(lái)自扁平的可用來(lái)制作*的蓖麻種子，是世界上zui為致命的植物來(lái)源的毒物之一，即便是一小量進(jìn)入血液就能夠在兩到三天之內(nèi)將人殺死。

蓖麻毒素如何作用
*是一種強(qiáng)力瀉藥，在醫(yī)學(xué)上已被使用了好幾個(gè)世紀(jì)，但是未加工的蓖麻種子也含有少量蓖麻毒素。迄今為止，人們還沒(méi)有開(kāi)發(fā)出針對(duì)它的解毒劑。但是，如今奧地利維也納國(guó)家*分子生物技術(shù)研究所Josef Penninger教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組成員Ulrich Elling鑒定出一種稱作Gpr107的蛋白分子。靶標(biāo)細(xì)胞上這種蛋白是蓖麻毒素發(fā)揮致命性作用所必需的。換言之，缺乏Gpr107的細(xì)胞不受它的影響。

Ulrich Elling樂(lè)觀地說(shuō)，“我們的研究如今提示著人們可能通過(guò)制造一種小分子來(lái)阻斷Gpr107蛋白的方式來(lái)開(kāi)發(fā)出一種解毒方法。”

采用新技術(shù)對(duì)哺乳動(dòng)物全基因組進(jìn)行篩選
其他人幾十年試圖發(fā)現(xiàn)的東西，奧地利維也納分子生物技術(shù)研究所研究人員只需幾周的時(shí)間就能夠完成。他們?nèi)〉玫目焖俪晒χ饕怯捎赨lrich Elling和Josef Penninger開(kāi)發(fā)出的一種開(kāi)創(chuàng)性基因研究方法。利用這種新方法，他們能夠在合理的時(shí)間范圍內(nèi)在哺乳動(dòng)物全基因組中篩選突變。

直到現(xiàn)在，針對(duì)小鼠、大鼠和其他哺乳動(dòng)物的篩選方法都著重關(guān)注在發(fā)現(xiàn)單個(gè)突變。這可通過(guò)RNA干涉技術(shù)或培育合適的基因敲除小鼠來(lái)研究移除單個(gè)基因的影響來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是RNA干涉并不總是起作用，而培育基因敲除的小鼠需要花費(fèi)好幾年的時(shí)間和大量的精力。

這也是為什么Josef Penninger把他們自己開(kāi)發(fā)的這種強(qiáng)大的技術(shù)視為生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一場(chǎng)變革。他說(shuō)，“我們?nèi)缃癯晒Φ貙⒔湍?--它只有單套基因組，從而允許即時(shí)基因突變發(fā)生---遺傳學(xué)與干細(xì)胞生物學(xué)結(jié)合起來(lái)。幾十年來(lái)，研究人員一直在哺乳動(dòng)物中尋找一種能夠同時(shí)產(chǎn)生上百萬(wàn)個(gè)基因突變的系統(tǒng)。我們解決了這個(gè)問(wèn)題，甚至打破了生物學(xué)常規(guī)---我們成功地制造出攜帶單套染色體而且保持穩(wěn)定的小鼠干細(xì)胞，并且開(kāi)發(fā)出新的工具利用這些干細(xì)胞在同一時(shí)間內(nèi)就一種特定功能快速地檢查全部基因。”

這種新技術(shù)有助于Ulrich Elling解開(kāi)蓖麻毒素的毒性作用。他在小鼠干細(xì)胞上千個(gè)不同突變中測(cè)試這種毒素，發(fā)現(xiàn)有49個(gè)不同的基因突變存在單個(gè)蛋白分子Gpr107上。很明顯，這種蛋白上的突變拯救了這些細(xì)胞。

與干細(xì)胞研究結(jié)合的新技術(shù)顯示出廣泛的應(yīng)用
鑒于干細(xì)胞能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槿松眢w內(nèi)任何細(xì)胞，這一發(fā)現(xiàn)的巨大潛力變得越來(lái)越明確。Josef Penninger興奮地說(shuō)，“這一發(fā)現(xiàn)的可能用途是無(wú)法列舉的，范圍從諸如基礎(chǔ)性問(wèn)題---比如哪些基因?qū)τ谛募〖?xì)胞發(fā)揮正常功能是必需的---到具體的應(yīng)用，比如我們?cè)诒吐槎舅匮芯恐兴M(jìn)行的那樣。”

Penninger研究小組已經(jīng)正在開(kāi)展下一批項(xiàng)目的研究，包括研究腫瘤細(xì)胞如何能夠抵抗*---癌癥發(fā)育中一個(gè)關(guān)鍵性問(wèn)題，以及神經(jīng)細(xì)胞如何能夠再生以便為半身不遂的人提供希望。