系列研究闡明多能干細胞基因組穩態維持新機理

　　多能干細胞（Pluripotent stem cells, PSCs）因其在體外具有無限增殖和分化為不同類型細胞的潛能，在再生醫學領域中具有廣泛應用前景，也成為目前臨床上最具潛能的成藥細胞。PSCs制備過程中的標準化、規模化及細胞質量穩定性是其走向臨床應用的先決條件.但人PSCs在體外擴增培養過程中,易出現遺傳和表觀遺傳的變異,嚴重阻礙了PSCs的臨床應用(1)。因此,研究PSCs遺傳物質穩定性維持機理，是尋找改善策略、突破應用瓶頸的關鍵。

　　PSCs基因組的突變率遠低于分化細胞。鄭萍團隊和其他團隊的前期研究表明，PSCs利用不同于體細胞的特殊機制，有效調控基因組穩定(2)。鄭萍組前期已鑒定了PSCs在DNA復制、DNA損傷修復中的一些特殊分子及作用機制(3-6)。近期鄭萍組鑒定了一個在小鼠胚胎干細胞（mouse Embryonic Stem cells, mESCs）中特異表達的全新長鏈非編碼RNA-LncRNA NONMMUT028956 (簡寫為Lnc956)。對該LncRNA的系統研究發現它不僅參與復制壓力下mESCs復制小體穩定的維持，而且還監控mESCs基因組的質量，從而確保mESCs基因組穩態。

　　長非編碼RNA在多種生物學功能中起重要作用。由于技術手段的限制，目前還沒有發現復制叉上具有功能性長非編碼RNA的報道。研究團隊利用前期研發的一個新技術-分離新生DNA鏈上(即復制叉)RNA技術（isolate RNAs on nascent DNA ，iROND)首次鑒定了ESCs復制叉上特異的新的功能性LncRNA-Lnc956。對該LncRNA的研究發現，當復制壓力發生時，Lnc956能有效聚集到復制叉上，并大量招募Trim28和Hsp90b1聚集于復制叉形成復合體。Trim28能直接與DNA復制解旋酶復合體MCM2-7相互作用，直接拉近了Lnc956-Trim28-Hsp90b1復合體與MCM2-7復合體之間的物理距離，使得分子伴侶Hsp90b1通過其GTP水解活性作用于MCM7，阻礙MCM7進行K48和K63泛素化（MCM7泛素化會導致復制小體解離），從而使得復制小體能在一定程度復制壓力情況下得以穩定，保持了基因組的完整性（圖1）。我們也發現Lnc956缺失會導致小鼠胚胎部分致死，致死原因主要是胚胎細胞大量擴增過程中，細胞出現明顯基因組不穩定現象，并導致胞質DNA水平顯著增加，引起較嚴重的炎癥反應。總之，該研究結果首次發現了小鼠多能干細胞復制叉上特異性功能性長非編碼RNA-Lnc956，并揭示了Lnc956維持多能干細胞基因組穩定和促進胚胎發育的分子機制。