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吉林大学Cell子刊文章:细胞重编程的路障

2013.6.13

  来自吉林大学、上海交通大学等机构的研究人员在新研究中证实,SMC1所支配的染色质内袢环(Intrachromosomal Looping)是细胞重编程过程中激活内源性多能基因的必要条件。这一研究发现为深入了解细胞重编程分子机制,以及开发出新的诱导多能干细胞(iPSC)技术提供了一个新研究方向。相关论文发表在6月7日的《细胞干细胞》(Cell stem cell)杂志上。

  来自吉林大学的胡继繁(Ji-Fan Hu)教授、上海交通大学的范先群(Xianqun Fan)教授以及斯坦福大学大学医学院的Andrew R. Hoffman为这篇论文的共同通讯作者。胡继繁教授曾在肿瘤和干细胞表观遗传学研究领域取得诸多原创性成果,发表SCI源刊论著40余篇。范先群教授主攻眼部肿瘤和眼眶外科,在基础研究和临床治疗方面取得突出成就,在国内外眼科杂志发表学术论文110余篇。

  随着2012年度诺贝尔生理或医学奖的揭晓,iPSC也变得家喻户晓。iPSC的产生大大激励了人们的梦想,有可能将患者自身的细胞重编程生成患者特异性的iPSCs用于再生医学,在培养皿中模拟人类疾病以及进行药物筛选。然而直到现在重编程效率仍然很低,阻碍了其应用于临床。

  将已分化的体细胞重编程为具有可发育成个体潜力的全能细胞,涵盖了广泛的表观遗传学重塑。越来越多的科学家将研究焦点放在体细胞重编程过程中的表观遗传分子调控机制上,近来的研究揭示出了一些表观遗传因子是制约体细胞“变身”的分子路障,并证实调控这些因子可大大提高重编程的效率。

  在这篇文章中研究人员报告称,发现iPSCs和未重编程细胞(URCs)中,病毒载体表达的因子结合靶基因启动子的程度是一样,但却仅在iPSCs 中观察到内源性多能基因的表达。通过比较OCT4基因位点的局部染色质结构,研究人员发现有一个粘结蛋白复合物(cohesin complex)介导的染色质内袢环存在于一个下游增强子与基因启动子之间,促使激活了内源干性基因。而在未重编程细胞中则没有观察到任何这样的远程相互作用。当研究人员利用RNAi抑制粘结蛋白复合物基因SMC1时,发现其可破坏染色质内相互作用,影响多能性。

  这些研究结果表明SMC1支配的染色质内袢环对激活内源性多能基因起重要作用,从而为我们揭示了体细胞重编程诱导多能性一个新的关键性的表观遗传路障。

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