2014年11月20日，Cell子刊《Stem Cell Reports》在线发表了同济大学生命科学与技术学院康九红教授研究组关于miR-590/Acvr2a/Rad51b在胚胎干细胞快速增殖和DNA损伤修复中的重要作用及调控机制的研究成果。该成果由博士生刘起东完成。

 

        胚胎干细胞（Embryonic Stem Cells，ESCs）在自我更新过程中，需要保证快速增殖以及干性的维持，因此DNA合成期（S期）占细胞周期的比例较大。研究表明，由于ESCs长时间处于DNA复制，以及染色体开放的状态，基因组DNA损伤的情况明显高于成体细胞。通常情况下，细胞周期点监测（check point）是细胞抑制细胞增殖，以使其有足够时间进行DNA损伤修复、维持基因组稳定性的重要手段。研究证实，ESCs存在G1 check point缺陷。显然，ESCs在自我更新和分化过程中，具有独特的分子和机制，维持其DNA损伤修复与细胞快速增殖间的平衡。了解这一机制对理解ESCs自我更新、DNA损伤修复和基因组稳定性维持具有重要意义。

 

        该项研究发现，ESCs增殖减慢，趋向分化时，细胞中miR-590的表达逐渐上调。过表达miR-590促使细胞阻滞在G1期，减慢ESCs的增殖速度，并促进ESCs中DNA双链断裂和单链断裂等DNA损伤的修复。机制研究发现miR-590能直接靶向Activin II型受体ACVR2a（Activin receptor type-2a）的3’UTR，并导致其mRNA和蛋白水平的下调，从而调节了Activin信号通路。同时，miR-590/Acvr2a信号下游主要调节同源重组修复与细胞周期调节基因Rad51b，进而形成了miR-590/Acvr2a/Rad51b的信号调节通路，共同调节胚胎干细胞增殖与DNA损伤修复。这些工作显示，miR-590/Acvr2a/Rad51b的信号轴一定程度上行使了ESCs中G1 check point的功能，是ESCs快速增殖与DNA损伤修复间的平衡者。

 

        本研究工作得到科技部973项目、国家自然科学基金委项目、教育部创新团队以及上海市科委项目等的支持。