第二军医大Cell子刊:iPS新机制

【字体: 时间:2013年04月03日 来源:生物通

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  来自第二军医大学,同济大学,浙江大学的研究人员发现了一种长链非编码RNA(lincRNA)在胚胎干细胞和iPS自我更新调控环路中扮演了关键作用,并由此指出了一种调控胚胎干细胞维持和分化的反馈环路。这一研究成果公布在Developmental Cell杂志上。

  

生物通报道:来自第二军医大学,同济大学,浙江大学的研究人员发现了一种长链非编码RNA(lincRNA)在胚胎干细胞和iPS自我更新调控环路中扮演了关键作用,并由此指出了一种调控胚胎干细胞维持和分化的反馈环路。这一研究成果公布在Developmental Cell杂志上。

文章的通讯作者是第二军医大学发育生物学研究所的刘厚奇教授,主要研究方向为运用分子生物学、细胞生物学和组织形态学等方法探讨人干细胞和肿瘤干细胞信号分子激活与细胞结构分子的相互关系以及细胞定向分化的机制。

iPSC具有和胚胎干细胞(ESC)类似的特征和功能,却极大程度避免了ESC研究和应用中面临的伦理和排斥等诸多障碍,因此这一新技术给基于干细胞的个性化治疗和再生医学带来了光明的前景。诺贝尔奖得主Yamanaka教授及后来的大量研究都表明Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc(OSKM)等转录因子对iPSC的形成具有至关重要的作用,但是对于上述转录因子激发iPSC形成的机制尚不明确。

针对这种机制,不少科学家展开了系列研究,证明胚胎干细胞的转录和表观遗传网络是受到多层调控环路控制的,其中包括核心转录因子(TF),转录后修饰小RNA(miRNA),以及其他一些监控调节因子。但是对于这一调控环路中长链非编码RNA(large intergenic noncoding RNA,简称lincRNA)的作用,科学家们还并不清楚。

在这篇文章中,研究人员发现一个lincRNA:linc-RoR可能是连接miRNAs网络和核心转录因子,如OCT4,SOX2,和Nanog的一种关键竞争性内源RNA。

研究人员发现linc-RoR与miRNA应答元件具有相同核心转录因子,并且linc-RoR能防止自我更新人类胚胎中这些核心转录因子出现miNRA介导的抑制作用。因此研究人员指出,linc-RoR与核心转录因子和miRNA一道,形成了一个调控胚胎干细胞维持和分化的反馈环路。

这些研究结果将有助于进一步深入剖析发育过程中,遗传网络中组件的相互作用,也将有助于研发新型治疗方法。(生物通:张迪)

原文摘要:

Endogenous miRNA Sponge lincRNA-RoR Regulates Oct4, Nanog, and Sox2 in Human Embryonic Stem Cell Self-Renewal

The embryonic stem cell (ESC) transcriptional and epigenetic networks are controlled by a multilayer regulatory circuitry, including core transcription factors (TFs), posttranscriptional modifier microRNAs (miRNAs), and some other regulators. However, the role of large intergenic noncoding RNAs (lincRNAs) in this regulatory circuitry and their underlying mechanism remains undefined. Here, we demonstrate that a lincRNA, linc-RoR, may function as a key competing endogenous RNA to link the network of miRNAs and core TFs, e.g., Oct4, Sox2, and Nanog. We show that linc-RoR shares miRNA-response elements with these core TFs and that linc-RoR prevents these core TFs from miRNA-mediated suppression in self-renewing human ESC. We suggest that linc-RoR forms a feedback loop with core TFs and miRNAs to regulate ESC maintenance and differentiation. These results may provide insights into the functional interactions of the components of genetic networks during development and may lead to new therapies for many diseases.

作者简介:

刘厚奇,男,1957年11月出生,1983年3月加入中国共产党,第二军医大学教授,博士生导师,组织胚胎学教研室主任,发育生物学研究中心主任。现为全国解剖学会常务理事,全军解剖专业委员会副主任委员、上海解剖学会副理事长兼秘书长,《第二军医大学学报》等多个专业杂志的编委。该同志自1993年前往法国留学起一直从事血细胞发育的研究。运用分子生物学、细胞生物学和组织形态学等方法探讨人干细胞和肿瘤干细胞信号分子激活与细胞结构分子的相互关系以及细胞定向分化的机制。2000-2003年作为访问科学家多次到美国加洲burnham研究所访问,并与该研究所冯根生教授建立合作关系,开展人干细胞与器官修复的系列研究。共获得国家自然科学基金重大项目、973、863等项目14项。近五年来,发表论文54篇(均为第一作者或通讯作者),其中在SCI杂志发表论文11篇。申请国家发明专利3项。2006年为教育部创新团队参加单位和教育部“神经再生分子生物学”重点实验室成员单位。2007年为国家重点学科。

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