http://www.physorg.com/news147530972.html
December 03, 2008
根據（美國麻州） Tufts 大學研究者所發表的研究指出，發生在成人幹細胞整個膜上的自然電壓變化，在這些幹細胞的分化（differentiate）過程中是一種強大的控制因子。
Tufts 博士生 Sarah Sundelacruz，生物學教授 Michael Levin 與生醫工程系系主任 David L. Kaplan（通信作者），將他們的論文發表在 2008 年 11/17 該期的 PLoS ONE 上。
"我們發現電壓變化作用如同一種訊號，能延緩或加速幹細胞是否要放棄幹細胞狀態，並分化為特定細胞類型的決定。這項發現賦予再生醫學中的科學家一組新的控制鈕，用於不斷前進的努力中，以塑造成人幹細胞的行為，" Levin 說。"此外，藉由發現一種新機制，這些細胞在人體內藉此受到控制，這項研究指出未來潛在的診斷應用。"
為了創傷痊癒與組織再生等應用而駕馭幹細胞的潛力，是一種撩人卻又令人氣餒的任務。雖然許多研究指出電流生理學（electrophysiology）在細胞增殖與分化中扮演著關鍵性的角色，不過在幹細胞生物學中，對其功能性角色的了解仍相當貧乏。
Tufts 研究者研究了人類間葉幹細胞（human mesenchymal stem cells ，hMSCs）所顯示的膜電位（membrane potential，整個細胞膜上的電壓）變化。這些 hMSCs 取自於捐贈者的骨髓，而且會分化成脂肪與骨骼細胞。在比較已分化細胞與未分化細胞之後，他們發現超極化（hyperpolarization，細胞內、外電壓所增加的差距）為已分化細胞的特徵，而且 hMSCs 在分化為骨骼或脂肪細胞期間，顯示出不同的膜電位分布（profiles）。
為了決定超極化在功能上是否為分化所需，科學家們將 hMSCs 暴露在高濃度的細胞外鉀離子或是 ouabain（鈉鉀離子幫浦抑制劑），這種成份能夠阻斷離子進出細胞，中去極化。這二種處理方式都擾亂了正常的負電壓增加，那發生在分化期間，並抑制了脂肪與骨骼細胞的分化標記。
相較之下，以超極化試劑上調（up-regulated）骨細胞標記 -- 這指出電壓變化不僅為細胞分化所許可（permissive），且作用能如同一種啟發式訊號，來誘發或抑制分化。
根據 Tufts 研究者表示，有更多研究需要進行，以確認超極化是否也決定了幹細胞將分化為何種特定細胞類型。
※ 相關報導：
＊ Membrane Potential Controls Adipogenic and Osteogenic Differentiation of Mesenchymal Stem Cells
http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0003737
Sarah Sundelacruz, Michael Levin, David L. Kaplan＊ 奈米伏特計能測量細胞內部電場
PLoS ONE 3(11): e3737.
doi: 10.1371/journal.pone.0003737
＊ 致命「心律不整」的新洞悉
＊ 保溫箱的電磁場改變新生兒的心跳速率
＊ 電擊減肥 電出好記性
＊ 可攜式 TMS 裝置能有效治療偏頭痛
＊ 超音波經證明能「遙控」腦部迴路
＊ 質子通道抑制過敏反應期間的組織胺釋出
＊ 山葵（哇沙米）受體可感知導致疼痛的氨水
＊ 感應器，靠樹發電：防止森林大火的力量
＊ 研究者將某種細胞直接變成另一種細胞
＊ 裘馨型肌肉萎縮症之謎解開了
＊ PSD-95、NO 與多重軸突
＊ 以 piggyBac 轉位創造誘導式多能性幹細胞
＊ 從幹細胞到新器官：跨越再生醫學門檻
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醫療重大突破 錢澤南發現幹細胞轉譯機制
中央社 2009-06-15
中央研究院院士錢澤南今天表示，細胞分化過程中，發現不只是單一轉譯工廠和調控功能，而是不同的轉譯工廠也可以進行調控作用，幹細胞也是如此，成為醫療上的重要突破。
中央研究院今天舉辦為期4天的「美洲華人生物科學學會第12屆國際研討會」，全球上千位生物科學家齊聚一堂，交換研究心得，是近年來全球華人生物科學家最大盛會。中研院院長翁啟惠和成功大學校長賴明詔也將發表演講。
開幕演講由全世界知名的醫療中心美國霍華休斯醫學院執行長錢澤南發表演說，題目是「維持幹細胞多重潛能與驅動細胞分化的轉譯核心機制」。
錢澤南表示，細胞分化過程可透過轉譯進行調控，以往學界認為，只有單一轉譯工廠和調控功能，他發現，不同型態細胞或不同分化階段的細胞，有不同的轉譯工廠，而這個轉譯工廠可能取代部分的調控功能，幹細胞也是如此，獲得翁啟惠和賴明詔的稱讚。
錢澤南舉例說明，肌肉細胞分化過程，新發現其中1個階段是TFIID轉譯工廠作用，被TRF3/TAF3取代，才能繼續正常分化下去。
細胞如果不正常分化，會造成癌症，由於幹細胞具有分化為肌肉、血液與神經等細胞的潛力，可用來修補受損的人體組織或取代受損的細胞，醫界期盼應用幹細胞來治療癌症等相關疾病。
中研院表示，這項研究繼續下去，可望全面了解細胞分化的調控方式，許多疾病的產生，就是因為細胞基因轉譯錯誤，透過對細胞分化過程的了解，才能對症下藥，有效治療疾病。
◆ 幹細胞轉譯可調控 重症有解
自由時報 2009.06.16
中研院院士錢澤南 新發現
〔記者謝文華／台北報導〕細胞分化的研究有了全新觀點的突破性進展，中研院院士、美國霍華休斯醫學院院長錢澤南研究室，透過肌肉細胞、肝細胞的分化研究，發現不同基因轉譯調控機制，可能調控幹細胞分化！正進一步測試神經病變、帕金森氏症與癌細胞生成，是否與細胞基因轉譯錯誤相關，更了解細胞分化過程，才能對症下藥，有效治療。
院士賴明詔說，科學家都知道幹細胞有能力分化為不同形態的細胞，三年前日本有科學家找到四個基因能讓一個細胞變成幹細胞，但對幹細胞究竟如何分化出內心所想的其他器官細胞，依舊參不透其中玄機，他笑喻：「總不能想分化出神經細胞，結果長出骨骼；想增生出肌肉細胞，卻長成一個美女吧！」
變骨骼變肌肉 機制不只一種
錢澤南研究室過去認為，幹細胞分化成骨骼、神經、肌肉、血液、肝等任一種細胞時，其基因轉譯工廠的運作模式都一樣。但是最新發現卻是，基因轉譯工廠，會隨著不同形態的細胞及不同階段分化的細胞，消失、置換、變化，只要掌握了調控基因轉譯工廠，給予幹細胞不一樣的生長因子，就可精確分化出期望的特定細胞。
錢澤南昨在「第十二屆美洲華人生物科學學會國際研討會」透露上述成果。賴明詔透露，錢澤南在基因轉譯研究上擁有卓越貢獻，曾與二○○六年諾貝爾化學獎失之交臂。
研究生挑戰權威 開出花朵
錢澤南則推崇，研究突破的關鍵在於研究生瑪莉亞大膽挑戰傳統見解，當瑪莉亞問出：「幹細胞分化為何只有一種轉譯調控機制？」曾遭團隊圍剿她書念得不夠；六年來，每次瑪莉亞提出新的研究成果，證實自己的論點，總被質疑實驗操作有誤，被要求退回重做。「瑪莉亞有堅強的意志力、聰明、足夠的抗壓性，而科學家就是要質疑自己的研究是錯的，然後不斷驗證到對！」
錢澤南說，疾病的產生，與基因的轉譯、轉錄不足或錯置有關，一旦了解了基因轉譯的機制，對疾病治療可提供基礎知識。這次來台，得知中研院院長翁啟惠投入研發的新藥之一，即應用其一九八七年的研究成果，他興奮表示，「你很難想像自己的研究，在十年、二十年後，會對人類有貢獻！」
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