上海生科院发现多能干细胞向神经命运决定的新机制

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上海生科院发现多能干细胞向神经命运决定的新机制

2014.6.24

　　6月14日，国际学术期刊eLife 在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所景乃禾研究组的最新研究成果The transcription factor Pou3f1 promotes neural fate commitment via activation of neural lineage genes and inhibition of external signaling pathways。该论文揭示了转录因子Pou3f1促进多能干细胞向神经命运决定的功能和机制。

　　近年来，细胞治疗已运用于临床，利用干细胞治疗神经系统相关疾病已经成为一种趋势。多能干细胞向特定细胞谱系分化的应用前景，使得其分化机制研究成为生命科学与医学领域的热点。多能干细胞向神经方向发育分化的正确起始，是包括大脑在内的中枢神经系统正常发育的重要基础和前提。然而，多能干细胞是如何决定向神经命运分化这一科学问题至今尚未很好解答。

　　景乃禾研究组博士研究生朱青青和宋璐的研究发现，一种内源转录因子Pou3f1对于多能干细胞向神经命运决定是必须的。并且，Pou3f1只在特定的神经命运决定时期发挥促神经作用，而不影响细胞全能性向多能性的转变。嵌合体小鼠胚胎实验进一步证实Pou3f1在小鼠体内的促神经功能。ChIP-seq和RNA-seq分析显示，Pou3f1发挥其促神经功能是通过在转录水平上抑制BMP和Wnt等外源信号，同时激活Sox2等重要的促神经因子的表达来完成的。不同于以往的研究，这项研究成果揭示了Pou3f1作为新的内源性促神经因子同时具有拮抗外源神经抑制信号和增强内源促神经基因表达的双向调控作用，这也是首次报道多能干细胞神经命运决定过程中外源信号和内源因子整合调控机制。这一发现为干细胞向神经命运的定向分化及细胞治疗研究提供了坚实的理论基础。

　　该项研究工作与上海生科院生化与细胞所李劲松教授及上海生科院计算生物学研究所韩敬东教授合作完成，得到了科技部、国家自然科学基金委和中科院干细胞先导专项等基金资助。