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Nature Genetics:裴端卿研究组破解iPS细胞诱导重大“路障”

2012-12-04 20:16 裴端卿研究组 Nature Genetics 阅读 0
核心摘要: 中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿研究员团队在《自然·遗传学》发表研究,破解了iPS细胞诱导过程中的关键障碍。研究发现血清中的BMP蛋白通过激活Smad信号抑制重编程,而维生素C处理可逆转这一抑制,使假性克隆转化为真正的iPS细胞。该突破将提高iPS细胞制备效率,加速疾病模型和药物研发。

由于能使成体细胞“返老还童”为干细胞,诱导多功能干细胞(iPS细胞)是近年来干细胞领域的研究热点。中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿研究员、陈捷凯副研究员等人经过多年努力,近日破解了iPS细胞诱导过程中一个极为重要的障碍,论文2日在线发表在《自然·遗传学》杂志上。

研究过程中,裴端卿及其团队发现iPS细胞诱导过程中大量出现一类细胞克隆,外观、生长速度等各方面酷似干细胞,却没有干细胞应有的基因表达和功能。经过深入研究,科学家发现诱导培养iPS细胞所使用的血清是诱发这个“路障”的元凶:细胞中的一种蛋白——BMP蛋白对重编程过程起抑制作用。BMP(骨形态发生蛋白)信号通路在胚胎发育中调控细胞分化,但在iPS诱导中,血清中的BMP会激活下游Smad信号,抑制多能性基因如Oct4、Nanog的表达,从而阻碍重编程。

研究人员进一步发现,这些酷似干细胞的“假货”在某些诱导条件下,如用维生素C处理,也会变成货真价实的诱导多功能干细胞。维生素C通过增强组蛋白去甲基化酶的活性,去除H3K36me2/3等抑制性修饰,从而解除BMP信号造成的表观遗传障碍,促进重编程。

哈佛大学再生医学中心教授康拉德说,这一发现是决定细胞命运的分子机制研究的重大突破,将使研究者更高效更高质量地制备诱导多功能干细胞,加快制备来自病人疾病的特异细胞系,加快阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等疾病的药物研发。

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