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中国农业大学生物科学学院农业生物技术重点实验室与新加坡基因组研究院的科研团队在最新一期《Nature》杂志上发表了重要成果。研究人员通过对胚胎干细胞（ESC）基因组进行深入分析，发现转录因子Tbx3能够显著提升诱导多能性干细胞（iPS细胞）的质量，为干细胞重新编程技术带来了新的突破。

该研究由新加坡基因组研究院资深研究员林滨博士领导，第一作者为中国农业大学与新加坡基因组研究院联合培养的韩建勇博士。林滨博士在干细胞分裂与发育机制方面有诸多建树。

干细胞技术被认为是继生物克隆和基因工程之后的第三大生物科学成就，已有三位科学家因相关研究获得诺贝尔奖。目前实验室常用的人类干细胞主要有四种获得途径，其中最受关注的是通过成体细胞逆转获得的iPS技术。该技术有望解决长期以来关于胚胎使用的伦理争议，被视为干细胞领域的重大突破。

尽管iPS细胞研究已成为热点，关于其在生殖组织中的嵌合、定殖能力及四倍体互补产生的种系转换和成功率的分析仍较少。此次研究团队利用全基因组测序和染色质免疫沉淀等方法，发现Tbx3不仅提升iPS细胞质量，还调控多能性相关因子和重组因子，与Oct4、Sox2、Nanog和Smad1等关键因子存在共同的下游调控靶标。研究提示，不同方法获得的iPS细胞存在差异，体外研究前需严格定义iPS细胞。

Tbx3基因属于T-box基因家族，该家族成员作为真核生物的发育调控相关转录因子，在多细胞生物的胚胎形态和组织发生中发挥重要作用。Tbx3异常表达会导致尺骨-乳腺综合症（ulnar-mammary syndrome, UMS），这是一种严重的家族性显性遗传疾病。

此外，新加坡基因组研究院近期还公布了microRNA调控干细胞分化机制的最新进展。研究团队发现microRNA可定向调节细胞分化，单个microRNA序列对胚胎干细胞分化具有强大调控能力。未来，microRNA分子有望用于控制干细胞分化或制备新型干细胞，并通过计算机预测细胞分化过程。这些成果有望推动癌症、神经退行性疾病、糖尿病等重大疾病的诊断与治疗。