吉林大学Cell子刊文章：细胞重编程的路障

　　

生物通报道  来自吉林大学、上海交通大学等机构的研究人员在新研究中证实，SMC1所支配的染色质内袢环（Intrachromosomal Looping）是细胞重编程过程中激活内源性多能基因的必要条件。这一研究发现为深入了解细胞重编程分子机制，以及开发出新的诱导多能干细胞(iPSC)技术提供了一个新研究方向。相关论文发表在6月7日的《细胞干细胞》（Cell stem cell）杂志上。

来自吉林大学的胡继繁(Ji-Fan Hu)教授、上海交通大学的范先群（Xianqun Fan）教授以及斯坦福大学大学医学院的Andrew R. Hoffman为这篇论文的共同通讯作者。胡继繁教授曾在肿瘤和干细胞表观遗传学研究领域取得诸多原创性成果，发表SCI源刊论著40余篇。范先群教授主攻眼部肿瘤和眼眶外科，在基础研究和临床治疗方面取得突出成就，在国内外眼科杂志发表学术论文110余篇。

随着2012年度诺贝尔生理或医学奖的揭晓，iPSC也变得家喻户晓。iPSC的产生大大激励了人们的梦想，有可能将患者自身的细胞重编程生成患者特异性的iPSCs用于再生医学，在培养皿中模拟人类疾病以及进行药物筛选。然而直到现在重编程效率仍然很低，阻碍了其应用于临床。

将已分化的体细胞重编程为具有可发育成个体潜力的全能细胞，涵盖了广泛的表观遗传学重塑。越来越多的科学家将研究焦点放在体细胞重编程过程中的表观遗传分子调控机制上，近来的研究揭示出了一些表观遗传因子是制约体细胞“变身”的分子路障，并证实调控这些因子可大大提高重编程的效率。

在这篇文章中研究人员报告称，发现iPSCs和未重编程细胞（URCs）中，病毒载体表达的因子结合靶基因启动子的程度是一样，但却仅在iPSCs中观察到内源性多能基因的表达。通过比较OCT4基因位点的局部染色质结构，研究人员发现有一个粘结蛋白复合物（cohesin complex）介导的染色质内袢环存在于一个下游增强子与基因启动子之间，促使激活了内源干性基因。而在未重编程细胞中则没有观察到任何这样的远程相互作用。当研究人员利用RNAi抑制粘结蛋白复合物基因SMC1时，发现其可破坏染色质内相互作用，影响多能性。

这些研究结果表明SMC1支配的染色质内袢环对激活内源性多能基因起重要作用，从而为我们揭示了体细胞重编程诱导多能性一个新的关键性的表观遗传路障。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Intrachromosomal Looping Is Required for Activation of Endogenous Pluripotency Genes during Reprogramming

Generation of induced pluripotent stem cells (iPSCs) by defined factors is an extremely inefficient process, because there is a strong epigenetic block preventing cells from achieving pluripotency. Here we report that virally expressed factors bound to the promoters of their target genes to the same extent in both iPSCs and unreprogrammed cells (URCs). However, expression of endogenous pluripotentcy genes was observed only in iPSCs. Comparison of local chromatin structure of the OCT4 locus revealed that there was a cohesin-complex-mediated intrachromosomal loop that juxtaposes a downstream enhancer to the genes promoter, enabling activation of endogenous stemness genes. None of these long-range interactions were observed in URCs. Knockdown of the cohesin-complex gene SMC1 by RNAi abolished the intrachromosomal interaction and affected pluripotency. These findings highlight the importance of the SMC1-orchestrated intrachromosomal loop as a critical epigenetic barrier to the induction of pluripotency.

作者简介：

胡继繁

教授，博士研究生导师，肿瘤中心基础研究室学术带头人。1992 美国康奈尔大学营养生物化学博士，在肿瘤和干细胞表观遗传学研究领域取得了诸多原创性成果，并发表在Science, Journal of Cell Biology, JCI, EMBO J, Hepatology, Oncogene等高水平杂志上。迄今，发表SCI源刊论著40余篇，其中第一或通讯作者论著20余篇，IF大于5共16篇，总被引频次大于500次；获得美国授权专利3项；研究方向为干细胞和表观遗传学，包括IGF2/H19基因印记机理以及表观遗传性状的修饰与癌症治疗；诱导多能干细胞（ips）重编程的表观遗传学机制等。

范先群

主任医师、教授，九院临床医学院院长，眼科科主任。中共党员，医学博士、博士生导师，上海市重点学科学科带头人，上海交通大学医学院眼科视觉科学研究所所长。第五届亚太地区眼整形外科学会主席，中国眼科内镜专家委员会副主席，中华眼科学会常务委员，中华医学会眼科分会眼整形眼眶病学组组长，上海市医学会眼科专业委员会副主任委员，上海市科技启明星联谊会理事。是国家科技进步奖和国家自然科学基金评审委员、《中华眼视光学与视觉科学》副总编辑、《中华眼科杂志》等7本杂志编委，《Ophthalmology》审稿人。
　　主攻眼部肿瘤和眼眶外科，在基础研究和临床治疗方面取得突出成就。作为第一作者和通讯作者，先后在国内外眼科杂志发表学术论文110余篇（SCI收录21篇），主编和参编专著25本。获中华医学奖、教育部和上海市科技进步奖等7项奖项。主持 “国家自然科学基金”和上海市重点科研项目20多项。培养博士后、博士和硕士研究生40多名。
　　先后被授予上海市优秀青年教师，上海市卫生系统“银蛇奖”，上海市育才奖，上海市医务职工科技创新能手，上海市高尚医德奖和全国卫生系统先进工作者等荣誉称号。入选上海市科技“启明星”，上海市卫生系统“****”、上海市优秀学科带头人和上海市领军人才。享受国务院政府特殊津贴。