PNAS：新表面标志分离超纯干细胞（附原文）

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: @9 p! _  a9 t3 T生物通报道：与机体的其他细胞相比，干细胞具有非凡的遗传学可塑性，不仅能够进行自我更新，还可以分化成为具有特定功能的其他细胞类型。不过，干细胞的这种自我更新能力，也使其容易发生癌变。因此，确定干细胞自我更新的机制很重要，有助于理解干细胞转变为癌症干细胞的过程。. D# I' l7 W& E3 s
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从多种细胞类型中分离目标细胞与钓鱼很类似，只有装备适当的“鱼钩”来识别细胞表面的特异性蛋白标志物，才能将所需细胞筛选出来。乳腺干细胞MaSC对于乳腺发育和乳腺癌形成都很重要，了解这些细胞能够帮助人们解析正常发育和肿瘤发生的机制。现在，MaSC的富集方法已经有了长足的进步，人们能够通过多种细胞表面标志来对MaSC进行局部纯化。不过，此前研究者们并没有获得足够纯的MaSC。
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$ C& _' c" M$ V% d, ?  r$ H# s* p冷泉港实验室CSHL的Gregory Hannon教授领导研究团队，在小鼠模型中发现了MaSC表面的一个新蛋白标志。他们将这一标志与其他已知标志结合，对小鼠MaSC进行筛选分离，达到了前所未有的分离纯度。文章发表在四月十一日的美国国家科学院院刊PNAS杂志上。
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5 W- u2 M- ~* Q: k4 @0 V“这个标志就是Cd1d，”文章第一作者CSHL 的Camila Dos Santos博士说。Cd1d是在免疫系统抗原呈递细胞表面表达的一种糖蛋白，而研究人员发现它也在小鼠和人类的乳腺细胞表面表达。
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MaSC比其他细胞分裂得慢，研究人员利用这一特点进行了研究。他们构建了一个基因工程小鼠系，使小鼠的一类上皮细胞（包括MaSC）表达绿色荧光蛋白GFP。给这种小鼠喂以化合物多西环素Doxycycline，可以关闭其GFP基因的表达。“停止GFP的表达之后，我们就可以直接检测基因关闭后的细胞分裂情况，”Dos Santos解释道。“携带GFP时间最长的细胞分裂得最少，而这些就是我们所需要的细胞。”
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5 D) t. j) v; H+ M% jDos Santos及其同事通过这一途径，在乳腺中分析了乳腺干细胞的表达谱，发现了新的细胞表面标志物。研究显示，将Cd1d与其他已知标志结合进行纯化，能够大大提高乳腺干细胞的分离纯度，大大优于此前的其他研究。
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% j) c9 C$ K+ l“在此基础上，我们能够分离得到高纯度的乳腺干细胞。在此基础上对正常干细胞和癌症干细胞进行比较，就可以发现潜在的乳腺癌治疗靶标，”Hannon教授说。/ @! v6 r0 P5 ~7 u
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% f& x1 T" ?) J5 ?3 d（生物通编辑：叶予）
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: [$ p* w$ o" I; r3楼原文 感谢damaoshu 提供

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Molecular hierarchy of mammary differentiation yields refined markers of mammary stem cells# K$ J+ g3 P% M# B4 O9 {
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The partial purification of mouse mammary gland stem cells (MaSCs) using combinatorial cell surface markers (Lin−CD24+CD29hCD49fh) has improved our understanding of their role in normal development and breast tumorigenesis. Despite the significant improvement in MaSC enrichment, there is presently no methodology that adequately isolates pure MaSCs. Seeking new markers of MaSCs, we characterized the stem-like properties and expression signature of label-retaining cells from the mammary gland of mice expressing a controllable H2b-GFP transgene. In this system, the transgene expression can be repressed in a doxycycline-dependent fashion, allowing isolation of slowly dividing cells with retained nuclear GFP signal. Here, we show that H2b-GFPh cells reside within the predicted MaSC compartment and display greater mammary reconstitution unit frequency compared with H2b-GFPneg MaSCs. According to their transcriptome profile, H2b-GFPh MaSCs are enriched for pathways thought to play important roles in adult stem cells. We found Cd1d, a glycoprotein expressed on the surface of antigen-presenting cells, to be highly expressed by H2b-GFPh MaSCs, and isolation of Cd1d+ MaSCs further improved the mammary reconstitution unit enrichment frequency to nearly a single-cell level. Additionally, we functionally characterized a set of MaSC-enriched genes, discovering factors controlling MaSC survival. Collectively, our data provide tools for isolating a more precisely defined population of MaSCs and point to potentially critical factors for MaSC maintenance.
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