華人科學家找到改變干細胞多能狀態的“命運轉換器”

　　近日，來自美國西奈山醫學院的華人科學家Jianlong Wang在國際學術期刊Cell Stem Cell上發表了一項最新研究進展，他們通過研究發現了調節干細胞多能性狀態轉換的關鍵分子，對于未來應用干細胞開展再生醫學治療提供了新基礎。

　　隨著研究不斷深入，人們對于細胞多能性的認識也不斷增加，根據細胞生長條件可以將多能性定義為不同的細胞狀態。雖然已經有研究從分子水平上對原始態多能性和始發態多能性狀態進行了描述，但是人們對于不同多能性狀態的調控過程中發生的事件仍了解得不夠充分。

　　受精之后大約3到5天，尚未植入子宮(pre-implantation)的胚胎中生成了幾十個原始態(naive)胚胎干細胞，這些細胞未來將分化成動物體內所有細胞。當胚胎植入子宮后(post-implantation)，原始態干細胞很快邁出向特定細胞類型分化的第一步，變為始發態 (primed)胚胎干細胞。雖然原始態和始發態胚胎干細胞都具有分化成所有其他成體細胞的能力，但是始發態胚胎干細胞更難培養和進行基因操作，分化能力略低且不穩定,因此原始態干細胞對于再生醫學的應用價值更高。研究小鼠原始態到始發態胚胎干細胞的轉化過程, 不僅可以揭示哺乳動物胚胎發育最早期細胞命運決定的秘密，而且對于再生醫學有應用價值，可以幫助人們獲得真正的人類原始態胚胎干細胞。

　　在這項研究中，研究人員對小鼠胚胎干細胞進行了comparative RNA-seq分析，對與原始態多能性和始發態多能性狀態相關的多能干細胞命運（PCF）基因特征進行了定義。研究人員發現Zfp281作為始發態多能性狀態下一個關鍵的轉錄調控因子會阻礙細胞獲得原始態多能性，這種情況在小鼠和人類胚胎干細胞中都存在。

　　研究人員從分子機制上進行了深入研究，他們發現Zfp281能夠與Tet1以及它的直接轉錄靶標miR-302/367發生相互作用，負向調控Tet2表達幫助建立和維持始發態多能性。與之相反，Tet2的異常表達能夠有效驅動始發態細胞形成原始態多能性。

　　這項研究表明Tet1和Tet2在調節干細胞獲得不同多能性狀態方面具有相反功能，而Zfp281能夠通過調節Tet2表達影響干細胞的多能性狀態，該研究為獲得原始態多能干細胞以及應用干細胞進行再生醫學治療提供了重要信息。