線粒體動態平衡對幹細胞胚胎髮育的影響得以揭示

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線粒體(mitochondrion)是一種存在於大多數細胞中的由兩層膜包被的細胞器，細胞中製造能量的結構，細胞進行有氧呼吸的主要場所，被稱為"power house"。其直徑在0.5到10微米左右。線粒體擁有自身的遺傳物質和遺傳體系，但它的基因組大小有限，是一種半自主細胞器。除了為細胞提供能量外，線粒體還參與諸如細胞分化、細胞信息傳遞和細胞凋亡等過程，並擁有調控細胞生長和細胞周期的能力。

近日，華南理工大學高平課題組、中科院動物所周琪課題組及中國科學技術大學張華鳳課題組合作，揭示了線粒體動態平衡對幹細胞胚胎髮育潛能的決定性作用。相關研究已在線發表於《細胞代謝》。

全能幹細胞具有無限自我複製能力，並可以分化成所有類型體細胞，進而發育成完整生物體。科研人員通過比較可發育為生物個體的iPS細胞以及具備部分全能性但無法發育成個體的iPS細胞，發現調控線粒體分裂的相關基因在部分全能性的ips細胞中異常高表達，從而導致這種細胞的線粒體呈現短小且內部結構混亂的「過度分裂」狀態。進一步研究證實，線粒體過度分裂會影響其在體外的分化潛能。

研究人員將基因改造過的幹細胞植入代孕小鼠子宮內，用四倍體補償實驗驗證了發生線粒體過度分裂的幹細胞無法發育得到小鼠個體。機制研究發現，線粒體過度分裂會使得胞內鈣離子水平升高，進而導致一種蛋白的降解，從而影響幹細胞的分化潛能和胚胎髮育過程。

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