中国科技大学Nature子刊干细胞研究重要发现

　　

生物通报道  来自中国科技大学、安徽医科大学、中科院的研究人员证实，线粒体E3连接酶March5通过抑制ERK信号维持了小鼠胚胎干细胞（ESCs）的干性。这一重要的研究发现发布在6月2日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

中国科技大学的吴缅（Mian Wu）教授、梅一德(Yide Mei)教授和安徽医科大学的Lin Miao是这篇论文的共同通讯作者。吴缅教授的主要研究方向是p53与肿瘤代谢、非编码RNA与肿瘤、iPS分子调控机制。梅一德教授则主要从事癌蛋白和抑癌蛋白介导的信号通路以及其在肿瘤形成中的作用，特别是非编码RNA参与肿瘤形成的分子机制研究。

ESCs是源自囊胚内细胞团，能够维持自我更新状态，并保留了多谱系特化及分化能力的一类原始干细胞（延伸阅读：PNAS惊人发现：新型过渡干细胞 ）。由于ESCs具有分化为任何特定细胞类型的潜能，被广泛用于研究发育过程和细胞治疗。为了能够利用ESCs的全部潜能，更好地了解调控ESC多能性的潜在分子机制具有至关重要的意义。

以往的研究揭示出小鼠ESCs (mESCs)的多能性是由多个可溶性因子，例如LIF、BMP和Wnt，以及某些核转录因子包括Stat3、Oct4、Sox2、Nanog和Klf4共同维持。因此，mESCs最常用的胚胎条件就是加入血清和LIF的培养基，LIF可以通过激活Stat3来促进ESC自我更新。Oct4是维持ESCs未分化状态和多能性必需的一个关键转录因子。除了Oct4，Sox2和Nanog也被视为是ESC多能性转录网络的核心元件。研究证实Oct4、Sox2和Nanog通过形成了相互联系的自动调控网络维持了ESCs的身份。搜索LIF下游的转录因子表明，Klf4在调控ESC多能性中发挥重要作用。除了Klf4，另外两个Klf家族成员Klf2和Klf5也特异性存在于mESCs中。这些结果均表明，ESCs的多能状态受到了多个信号网络的复杂调控。

Simplicon™ Reprogramming RNA，无病毒整合，安全高效的iPS细胞重编程新技术！

在这篇新文章中研究人员报告称发现，E3泛素连接酶March5参与维持了mESC多能性。抑制mESCs中的March5可导致mESCs从原始多能性状态发生分化。机制研究证实，作为Klf4的一个转录靶标，March5催化了PKA的负调控亚基——Prkar1a发生K63多聚泛素化，激活了PKA，由此抑制了Raf/MEK/ERK信号通路。并且，March5能够替代MEK/ERK抑制剂在无血清培养条件下维持mESC多能性。此外，March5可以部分取代Klf4用于体细胞重编程。

新研究揭示出了Klf4–March5–PKA–ERK信号通路在维持mESCs干性中起重要的作用。

（生物通：何嫱）

作者简介：

吴缅，教授，博士生导师。中科院****引进人才。1982年本科毕业于南京师范大学生物系，1984年获美国哥伦比亚大学生物化学硕士，1988年获哥伦比亚大学分子生物学博士，1988-1990美国哈佛大学细胞发育系的博士后。1991-1998新加坡大学及新加坡中央医院神经内科任助理教授及高级研究员。2000年至今，中国科学技术大学生命科学学院教授。在SCI杂志上共发表了论文50多篇，被国际同行引用超过1200次。Journal of Molecular and Cell Biology副主编，Acta Biochimica et Biophysica Sinica编委，科学通报编委。主要研究兴趣：1. p53与肿瘤代谢。2. 非编码RNA与肿瘤。3. ips分子调控机制。

梅一德，特任教授。2000年毕业于安徽大学生命科学学院，获理学学士学位；2002年至2007年，就读于中国科学技术大学生命科学学院，获博士学位。2007年至2011年于美国宾夕法尼亚大学医学院从事博士后研究。2011年至今，任中国科学技术大学生命科学学院教授。研究癌蛋白和抑癌蛋白介导的信号通路以及其在肿瘤形成中的作用，特别是非编码RNA参与肿瘤形成的分子机制，以期深入地解析肿瘤发生发展的信号网络，并鉴定肿瘤治疗新的潜在靶点。主要研究成果发表于Molecular Cell，Nature Communications和EMBO Journal等国际学术期刊。2013年入选教育部新世纪优秀人才支持计划，2014年获得国家自然科学基金委“优秀青年科学基金”项目。主要研究兴趣：1．原癌基因和抑癌基因相互作用，以及其在肿瘤形成中的功能；2．非编码RNA参与肿瘤发生和发展的分子机制；3．肿瘤形成的表观遗传学调控的分子基础。

生物通推荐原文摘要：

Mitochondrial E3 ligase March5 maintains stemness of mouse ES cells via suppression of ERK signalling

Embryonic stem cells (ESCs) possess pluripotency, which is the capacity of cells to differentiate into all lineages of the mature organism. Increasing evidence suggests that the pluripotent state of ESCs is regulated by a combination of extrinsic and intrinsic factors. The underlying mechanisms, however, are not completely understood……