《Nature》miRNA与胚胎干细胞

　　

生物通报道，加州大学，The Eli and Edythe Broad Center再生医学与干细胞研究中心的科学家在干细胞分化与自我更新研究取得最新进展，相关成果文章Opposing microRNA families regulate self-renewal in mouse embryonic stem cells发表在最新的Nature杂志上。

 

microRNA，包括miRNA、SiRNA和PiRNA等等。它们是基因表达、修饰、转录和翻译的调节者。近年来的研究证明，microRNA在干细胞的自我复制、定向分化和组织再生中，都起着十分重要的作用。它是干细胞特性、维持、转化功能的一个关键的调节者，是当前干细胞调节研究的一个重点。

 

胚胎干细胞在定向分化的过程中会开启两个重要的程序，首先是关闭胚胎干细胞的自我更新程序，同时激活组织特异性的定向分化程序。如果胚胎干细胞缺乏DGCR8蛋白（一种对microRNA的生成具有重要意义的蛋白）它就无法停止胚胎干细胞的自我更新程序，那么将对细胞定向分化产生影响。

 

在本研究中，科学家们发现，如果将let-7家族（一种microRNA）导入DGCR8蛋白缺失的未分化的体细胞中，同样可以有效地抑制细胞的自我更新。研究小组对这一现象进行深入的分析，发现let-7可间接地抑制控制干细胞自我更新的基因，使其失活。进一步研究发现，抑制let-7还可促进未分化的体细胞生成iPS细胞。

 

在人类基因组中存在12 个由let-7 同源基因家族编码的miRNAs。

 

这些研究数据表明，胚胎干细胞的自我分化与自我更新循环中，let-7发挥着重要的调节作用。

（生物通 张欢）

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Nature 463, 621-626 (4 February 2010) | doi:10.1038/nature08725; Received 14 April 2009; Accepted 7 December 2009; Published online 6 January 2010

 

 

Opposing microRNA families regulate self-renewal in mouse embryonic stem cells

Collin Melton1,2, Robert L. Judson1,2 & Robert Blelloch1,2

 

The Eli and Edythe Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research, Center for Reproductive Sciences, Program in Biomedical Sciences,

Department of Urology, University of California San Francisco, San Francisco, California 94143, USA

Correspondence to: Robert Blelloch1,2 Correspondence and requests for materials should be addressed to R.B. (Email: [e-mail]).

 

【Abstract】

When embryonic stem cells (ESCs) differentiate, they must both silence the ESC self-renewal program and activate new tissue-specific programs. In the absence of DGCR8 (Dgcr8 -/-), a protein required for microRNA (miRNA) biogenesis, mouse ESCs are unable to silence self-renewal. Here we show that the introduction of let-7 miRNAs—a family of miRNAs highly expressed in somatic cells—can suppress self-renewal in Dgcr8 -/- but not wild-type ESCs. Introduction of ESC cell cycle regulating (ESCC) miRNAs into the Dgcr8 -/- ESCs blocks the capacity of let-7 to suppress self-renewal. Profiling and bioinformatic analyses show that let-7 inhibits whereas ESCC miRNAs indirectly activate numerous self-renewal genes. Furthermore, inhibition of the let-7 family promotes de-differentiation of somatic cells to induced pluripotent stem cells. Together, these findings show how the ESCC and let-7 miRNAs act through common pathways to alternatively stabilize the self-renewing versus differentiated cell fates.