广州生物院推出新式高效体细胞重编程技能

  近来,我国科学院广州生物医药与健康研讨院研讨员裴端卿领衔的科研团队报导了一种运用7因子替代传统的4因子(OKSM),组成新式高效重编程的办法,此办法就比如移动通讯信号由“4G”晋级为“5G”,为再生医学和诱导多能干细胞的机制研讨供给高质量细胞来历及簇新的细胞模型。相关研讨于北京时间6月18日在线宣布在《细胞—陈述》上。

  自2006年,山中伸弥报导四个转录因子Oct4/Sox2/Klf4/c-Myc可将体细胞重编程为多能干细胞以来,此项技能因创造性地避开免疫排挤和道德争议问题而备受重视,创始了细胞生物学的新篇章。近年来研讨标明诱导多能干细胞在细胞医治、安排器官修正、疾病模型、药物挑选、精准医疗等范畴都有宽广的运用远景。为了解开细胞“变身”的隐秘和推动临床运用,科学家开宣布不同的重编程系统,尽管功率或速度有所提高,可是诱导进程中细胞呈现严峻的遗传或表观遗传反常,这些反常降低了细胞质量。一起现有的技能也无法在诱导功率、速度和iPSC质量上做到一致,因而约束了它们在临床上的运用。

  了解重编程是怎样发作的有助于其临床运用。如果说体细胞重编程的研讨是解读生命的程序,那么这种程序是怎么编写的?同一个别中,体细胞和干细胞具有完全相同的遗传物质,为何命运如此不同?本来真核细胞将基因组DNA与组蛋白进行不同层次的折叠组装成染色质,染色质的封闭或敞开状况与细胞命运决议相关的精细信息的读取密切相关。研讨团队发现,体细胞重编程进程中染色质状况改动遵从必定的规则。理论上,找到正确改动染色质结构,改动基因表达的转录因子或表观润饰因子即可将体细胞重编程为iPS细胞。

  正是遵从重编程进程中染色质动态改动规则,从开和关的视点动身,结合基因表达谱剖析,裴端卿领衔的科研团队开宣布由7个因子(7F)组成的新式高效重编程因子混合剂,可快速将小鼠成纤维细胞重编程为iPS细胞。此混合剂由5个转录因子Sall4、Esrrb、Nanog、Glsi1、Jdp2以及两个表观润饰因子Kdm2b和Mkk6组成;运用此系统,可将传统OKSM重编程功率从小于0.1%提高到10%左右;在速率上,只需要重编程4天,即可获得能够生出嵌合小鼠以及生殖系传递小鼠的iPS细胞。如果把重编程进程比作是信息通讯,7F的诞生无疑是将原有的“4G”面向了“5G”快速通道。与Yamanaka因子不同,7F挑选特异的“通道”将体细胞面向iPSC结尾,在此进程中,重编程因子之间相互配合,调控相应位点敞开和封闭。

  此研讨提醒了遵从染色质动态改动规则而规划的重编程因子组合在决议iPSCs的特性上扮演重要人物,它有利于快速获得高质量iPSCs,为进一步提醒重编程机制供给更多挑选。一起,短期快速获得高质量iPSCs能够缩短细胞医治进程,加快推动干细胞与再生医学走向临床。此外,这种因子的挑选理念可协助科学家针对性地规划转录因子组合用于改动染色质结构,结合小分子化合物,更易控制细胞命运决议。

  该论文一起通讯作者为裴端卿、刘晶。广州生物院博士王波、博士研讨生吴琳琳、博士李东伟为论文的一起榜首作者。研讨作业得到国家重点研发项目、中科院、国家自然科学基金、广东省和广州市的经费支撑。

  文章链接

7因子诱导体细胞重编程示意图