作者:裴端卿等 来源:《自然遗传学》 发布时间:2013-1-21 9:55:54
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H3K9甲基化是体细胞重编程的重要障碍
 
来自中科院广州生物医药与健康研究院的裴端卿课题组近日在新研究中发现H3K9甲基化是体细胞重编程为iPSCs的一个重要障碍。相关论文“H3K9 methylation is a barrier during somatic cell reprogramming into iPSCs”发表在12月2日的《自然遗传学》(Nature Genetics)杂志上。
 
2006年日本京都大学的山中伸弥博士将4种基因转入小鼠的皮肤纤维细胞,诱导其转化为具有胚胎干细胞样特性的诱导多能干细胞(iPS),为世界上干细胞及再生医学研究开启了新的篇章。利用体细胞重编程获得多能干细胞的方法避免了胚胎干细胞研究存在的伦理争议,为开展干细胞对遗传性疾病的治疗研究提供了一个独特的平台。
 
尽管近年来iPS技术不断取得发展,各种改良技术时有出现。然而重编程效率低下一直都是科学家们头疼的问题。成为了iPS临床转化的重要障碍之一。解析体细胞重编程过程中的分子调控机制,开发出高效安全的iPS技术成为了近年来干细胞领域研究人员的热点。
 
转录因子介导体细胞重编程为多能干细胞(iPSCs)从本质上讲就是一种改写细胞命运的表观遗传学过程。为了获得对重编程机制的了解,裴端卿课题组研究人员将焦点放在了能够影响iPSC生成的表观遗传学因子上。
  
在这篇文章中,研究人员证实组蛋白H3 赖氨酸9(Histone H3 lysine 9 ,H3K9)甲基化是决定前体iPSC(pre-iPSC)状态的一个重要的表观遗传决定因素,甲基移除可导致iPSCs完全重编程。研究人员生成了一组稳定的前体iPS细胞,它们显示多能特性,但不激活核心多能网络。利用这些前体iPS细胞,研究人员证实血清中的骨形态发生蛋白(BMPs)是阻滞重编程的一个关键信号分子,并证实H3K9甲基转移酶是BMPs的下游靶点。H3K9甲基转移酶与对应的脱甲基酶一起作用通过在核心多能位点调控H3K9甲基化,充当了前体iPS细胞命运的on/off开关。
 
新研究揭示了一个制约体细胞“变身”的分子障碍——表观遗传学因子H3K9,从而为开发出新的iPS技术提供了新的研究方向。
 
裴端卿教授课题组近年来在iPS研究领域成果颇丰,其率先开发出利用维生素C提供细胞重编程效率的新技术,并破解了相应的分子机制。研究成果两度当选为国际权威干细胞研究期刊《细胞干细胞》(Cell stem cell)的封面故事。不久前还在《自然实验手册》(Nature Protocols)发表论文提出人类尿液中的肾上皮细胞是诱导多能干细胞(iPSCs)的理想来源之一,并详细描述了这一实验技术方案。(来源:生物通 何嫱)
 
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