裴端卿課題組Nature子刊iPSC研究新發現

　　來自中科院廣州生物醫藥與健康研究院的裴端卿課題組近日在新研究中發現H3K9甲基化是體細胞重編程為iPSCs的一個重要障礙。相關論文“H3K9 methylation is a barrier during somatic cell reprogramming into iPSCs”發表在12月2日的《自然遺傳學》(Nature Genetics)雜志上。

　　2006年日本京都大學的山中伸彌博士將4種基因轉入小鼠的皮膚纖維細胞，誘導其轉化為具有胚胎干細胞樣特性的誘導多能干細胞(iPS)，為世界上干細胞及再生醫學研究開啟了新的篇章。利用體細胞重編程獲得多能干細胞的方法避免了胚胎干細胞研究存在的倫理爭議，為開展干細胞對遺傳性疾病的治療研究提供了一個獨特的平臺。

　　盡管近年來iPS技術不斷取得發展，各種改良技術時有出現。然而重編程效率低下一直都是科學家們頭疼的問題。成為了iPS臨床轉化的重要障礙之一。解析體細胞重編程過程中的分子調控機制，開發出高效安全的iPS技術成為了近年來干細胞領域研究人員的熱點。

　　轉錄因子介導體細胞重編程為多能干細胞(iPSCs)從本質上講就是一種改寫細胞命運的表觀遺傳學過程。為了獲得對重編程機制的了解，裴端卿課題組研究人員將焦點放在了能夠影響iPSC生成的表觀遺傳學因子上。

　　在這篇文章中，研究人員證實組蛋白H3 賴氨酸9(Histone H3 lysine 9 ,H3K9)甲基化是決定前體iPSC(pre-iPSC)狀態的一個重要的表觀遺傳決定因素，甲基移除可導致iPSCs完全重編程。研究人員生成了一組穩定的前體iPS細胞，它們顯示多能特性，但不激活核心多能網絡。利用這些前體iPS細胞，研究人員證實血清中的骨形態發生蛋白(BMPs)是阻滯重編程的一個關鍵信號分子，并證實H3K9甲基轉移酶是BMPs的下游靶點。H3K9甲基轉移酶與對應的脫甲基酶一起作用通過在核心多能位點調控H3K9甲基化，充當了前體iPS細胞命運的on/off開關。

　　新研究揭示了一個制約體細胞“變身”的分子障礙――表觀遺傳學因子H3K9，從而為開發出新的iPS技術提供了新的研究方向。

　　裴端卿教授課題組近年來在iPS研究領域成果頗豐，其率先開發出利用維生素C提供細胞重編程效率的新技術，并破解了相應的分子機制。研究成果兩度當選為國際權威干細胞研究期刊《細胞干細胞》(Cell stem cell)的封面故事。不久前還在《自然實驗手冊》(Nature Protocols)發表論文提出人類尿液中的腎上皮細胞是誘導多能干細胞(iPSCs)的理想來源之一，并詳細描述了這一實驗技術方案。

　　作者簡介：

　　裴端卿

　　中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院院長、華南干細胞與再生醫學研究所所長、研究員、博士生導師，國家"973計劃"、"863計劃"生物醫藥領域專家，國家中長期科技發展綱要"發育與生殖"重大研究計劃專家，國家基金委杰出青年、長江學者、中科院百人計劃、“新世紀百千萬人才工程”國家級人選。

　　主要從事干細胞全能性調控機理方面的研究。在多能性轉錄因子Oct4、Nanog和Sox2的結構與功能研究中取得了國際公認的成果，并發現了調控干細胞多能性的負反饋調控機制，成功地解釋了胚胎干細胞中多能性核心因子受到嚴格調控的表型。在國內率先建立了體細胞重編程(iPS)技術平臺，并在國際上首次實現豬的體細胞重編程，并利用維生素C極大的提高了誘導多能干細胞(iPSC)轉化效率，為我國在該領域的發展起到了引領作用。目前已在 Nature、Cancer cell、 Cell stem cell、PLoS Biology、 Proc. Natl. Acad. Sci.、Cancer Res、FASEB J、J of Biol. Chem. 等國際著名學術刊物上發表42篇論文。從1991年至2009年，共發表SCI收錄的論文70余篇，被SCI引用2000多次，單篇最高引用360次。擔任Journal of Biological Chemistry編委，Cell Research副主編，Archives of Biochemistry and Biophysics編委，Biochemical Journal顧問編委，以及Proceedings of National Academy of Sciences(PNAS)、Cancer Research、Biochimica et biophysica acta、FASEB Journal等學術刊物的審稿人，亞太干細胞網絡執委，廣州干細胞與再生醫學技術聯盟理事長。