来自第四军医大学樊代明院士研究组的研究人员发表了题为“Dynamic microRNA Profiles of Hepatic Differentiated Human Umbilical Cord Lining-Derived Mesenchymal Stem Cells”的文章,揭示出人类脐带来源的间充质干细胞在分化成肝细胞过程中microRNA的动态变化,绘制了七个时间点的microRNA表达谱,这将有助于阐明microRNAs在hUC-MSCs肝分化中的分子机理。相关成果发表在《PLoS ONE》上。
microRNA是转录后修饰水平的关键调控因子,能调控细胞增殖及分化过程中的细胞命运。研究表明,每种类型的细胞分化都受到特定microRNA的调控。例如,成人神经干细胞或祖细胞的增殖和神经细胞分化受到microRNA簇miR-106b-25的调控;miR-150通过靶向转录因子c-myb调控B细胞分化。此外,小分子RNA还能介导细胞转分化,特殊的microRNA可用于细胞重编程。例如,miR-302/367簇能快速有效地将小鼠和人类的体细胞重新编程为多能干细胞状态,且无需外源性转录因子。这些研究表明,利用特定microRNA可将其他来源的成体细胞转换为肝细胞,从而有效获取体外干细胞。
骨髓间充质干细胞(MSCs)具有可塑性,能分化成脂肪、骨骼、软骨、肌腱和肌肉等组织,因此在治疗应用中具有巨大前景。成人骨髓MSCs是临床应用最常见的来源,但骨髓供应有限,且随年龄增长数量减少。人类脐带来源的间充质干细胞(hUC-MSCs)具有良好的免疫原性,可用于治疗大鼠肝纤维化,促进肝硬化大鼠的葡萄糖稳态。然而,关于条件培养基中调控hUC-MSCs分化成低免疫原性肝细胞样细胞的分子机制,尤其是小分子RNA的作用,至今尚不清楚。
在这项研究中,研究人员利用miRNA芯片和qRT-PCR技术,分析了HGF诱导的hUC-MSCs肝细胞分化过程中七个时间点的microRNA表达谱。他们发现了一个独特的表达谱与hUC-MSCs肝分化相关,该表达谱在hUC-MSCs、肝细胞和肝癌细胞中均不常见。研究人员分析了hUC-MSCs肝分化过程中的这个表达谱,找到了参与这一过程的miRNAs。在1205个人类miRNAs和144个病毒miRNAs中,有61个表现出一致性变化,在hUC-MSCs和肝分化hUC-MSCs之间存在至少两倍的变化。其中25个miRNAs过表达,表达水平缓慢或快速增长并保持在高水平;36个miRNAs表达水平降低,模式与增长的miRNAs相似。
研究人员还发现,肝分化过程中的miRNAs并未在肝细胞或肝癌细胞中富集,提示这些小分子可能靶向肝富集转录因子。这些研究有助于阐明microRNAs在hUC-MSCs肝分化中的分子机理,并描述hUC-MSCs向肝细胞转换过程中的特殊miRNAs选择。