同濟大學973項目PNAS解析iPS機制

　　2012年，諾貝爾生理學與醫學獎授予了包括iPSC在內的細胞重編程技術研究領域。其中iPSC具有和胚胎干細胞(ESC)類似的特征和功能，卻極大程度避免了ESC研究和應用中面臨的倫理和排斥等諸多障礙。不過雖然諾獎得主Yamanaka教授及后來的大量研究都表明Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc(OSKM)等轉錄因子對iPSC的形成具有至關重要的作用，但是對于上述轉錄因子激發iPSC形成的機制尚不明確。

　　去年年底同濟大學生命科學與技術學院的研究人員發表文章，指出了Sox2促進誘導多能干細胞形成的miRNA/DNMT機制，近期這一研究組又在這一基礎上，再次發現了miR-200/ZEB2在關鍵轉錄因子Oct4/Sox2誘導iPSC細胞形成中的重要功能和作用機制。這一成果公布在PNAS雜志上。

　　研究人員發現在iPS細胞形成過程中，miR-200家族的miRNAs表達水平呈現逐步升高的趨勢。miR-200家族包括5個miRNAs，分別位于染色體Chr.4和Chr.6，形成兩個簇，這兩個簇如何協同作用是非常有趣的科學問題。

　　通過深入研究，他們發現iPS細胞形成中起關鍵作用的Oct4和Sox2分別結合到該miRNAs家族簇的兩個啟動子區域協同激活miR-200s 的轉錄表達，從而在早期階段有效促進iPS細胞的形成。研究還發現，miR-200直接作用的下游基因是ZEB2，從而也揭示了ZEB2在iPS細胞形成中的新功能。Oct4/Sox2-miR-200-ZEB2通路調節iPS細胞形成的研究成果豐富了人們對iPS細胞形成機制網絡的了解。

　　這項研究得到科技部973項目、科技部國際合作項目、國家自然科學基金委項目、教育部創新團隊以及上海市科委項目等的支持。由同濟大學生命科學與技術學院康九紅教授領導，汪貴英老師和博士生郭旭東共同完成的。

　　此前這一研究組還曾在Stem Cells雜志上首次發現小鼠胚胎成纖維細胞內源性的一個小非編碼RNA能夠在誘導過程中特異性地作用于p53，在一定程度上降低P53的表達，從而提高誘導效率。

　　之前有研究顯示抑制p53可以顯著提高iPS細胞誘導效率，同時p53在體細胞重編程中還具有保證獲得的iPS細胞基因組完整性的作用。那么，在iPS細胞形成過程中，細胞內精細調控p53，以維持其在重編程效率和細胞基因組穩定性維持二方面的功能平衡的機制是什么呢?

　　在這篇文章中，研究人員首次發現小鼠胚胎成纖維細胞內源性的一個小非編碼RNA，miR-138能夠在誘導過程中特異性地作用于p53，在一定程度上降低 P53的表達，從而提高誘導效率。多能性分析檢測表明利用miR-138和四因子誘導得到的iPS具有與胚胎干細胞類似的多能性，并且具有激活的 Dlk1-Dio3區域。

　　這顯示miR-138是體細胞重編程過程中p53的內源調節者，既可以顯著提高iPS誘導效率，也沒有犧牲iPS細胞的質量。這一研究成果增加了我們對iPS形成機制的了解，對重編程過程中如何保證獲得的iPS細胞基因組穩定性等品質也具有一定的指導意義。