科研进展

高绍荣课题组在《Elife》杂志发表研究成果

来源:   作者:   发布时间:2018-02-01   阅读次数:1234

       2018年1月31日,同济大学生命科学与技术学院高绍荣教授课题组在《Elife》杂志在线发表题为“Unique molecular events during reprogramming of human somatic cells to induced pluripotent stem cells (iPSCs) at naïve state”的文章,运用人二代(2°)诱导重编程系统,首次描绘了人体细胞重编程至原始态(naïve state)多能性过程中转录组及表观修饰组的动态图谱。
       多能性作为多能干细胞的重要特性,在胚胎发育过程中,随受精卵到囊胚的发育过程产生。在囊胚晚期,内细胞团的部分细胞发育成Epiblast细胞,这些细胞以表达多能性分子标志物Nanog为特征,可发育成三个胚层的组织,并能够代表胚胎发育的最初始状态,处于“原始态”(naïve state)。Naive状态在发育过程中较为短暂,随胚胎的植入,这些细胞多能性阶段发生改变,转化为“始发态”(primed state)。
       Naïve多能性相关研究是近年干细胞及重编程领域研究的热点及难点。但由于重编程过程中细胞异质性较为显著,难以建立系统均一的分析系统,其多能性获得及维持的分子机制目前尚不清楚。在本研究中,研究人员通过建立2°人体细胞诱导至naïve态多能性的重编程系统(图1),结合高通量测序及组学分析技术,系统分析了人的体细胞重编程至Naive态多能干细胞过程中转录组和表观遗传修饰组的动态变化,发现这一重编程过程与胚胎发育的逆过程相对应,细胞先后经历了从晚期胚胎发育至植入前胚胎发育相关的基因网络激活。更为重要的是,在naïve重编程晚期,8-细胞阶段特异的转录本被特异性短暂激活,暗示了在naïve态多能性建立过程中出现了与人合子基因组活化(ZGA)相关基因网络的短暂激活(图2)。这一研究揭示人的naïve态多能性诱导、建立及稳定过程中的关键生物学时间及内在的分子机理。

图1:人的2°naive态多能性重编程系统建立

图2:Naive态多能性重编程过程中的重要生物学事件

       同济大学高绍荣教授课题组的王译萱副教授、张勇教授课题组的博士生赵程辰、同济大学高绍荣教授课题组的侯真真硕士及杨媛媛博士为本文共同第一作者;王译萱副教授和高绍荣教授为本文共同通讯作者。参与本研究工作的还有:博士生毕焱、王红老师及张勇教授。本项目得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金委、上海市科委等项目的资助。

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