中外学者发表Science：胎儿生长的关键调节因子

　　

生物通报道：来自美国国立卫生研究院，台湾阳明大学的研究人员发现一种称为ZFP568的蛋白能调控关键的胎儿生长激素：胰岛素样生长因子2（Igf2），这项研究首次发现了用于沉默古老感染病毒基因的KRAB-锌指蛋白也在胎儿和胎盘发育中发挥重要作用。

这一研究成果公布在最新一期（5月18日）的Science杂志上，由NIH的Todd S. Macfarlan研究员和台湾阳明大学的Che-Kun James Shen教授领导完成，同济大学生科院的Yixuan Wang也参与了该项研究。

Igf2是一种重要的生长因子，在胎儿发育过程中高度活跃，其调控失常可导致例如Beckwith-Wiedemann综合征等过度发育疾病。它通过Igf1受体，诱导一个胞内信号级联反应刺激细胞增殖，发挥促生长效应。而且这一因子也在多种人类恶性肿瘤中是异常调节的，因此也已经被科学家发展为肿瘤特异性基因治疗的一个靶标。

在这篇文章中，研究人员利用缺失ZFP568（一种KRAB-锌指蛋白）的小鼠模型，发现ZFP568能抑制Igf2基因，而后者对于胎儿和胎盘发育平衡至关重要。研究人员指出ZFP568抑制了胎盘Igf2的过早表达，即胚胎植入子宫后这段时间。Igf2的精确表达十分重要，因为Igf2水平的微小变化会导致人体发育出现紊乱，引发例如Beckwith-Wiedemann综合征等过度发育疾病。

Macfarlan博士表示，“ZFP568属于一种快速进化的蛋白家族，这些蛋白在识别和保护来自古老病毒，之后被哺乳动物遗弃的基因组方面扮演了重要角色。我们的这项研究发现了KRAB锌指蛋白是如何进化出重要的发育功能的，这可能是其在基因组防御中主要作用的一个副产物。”

在这项研究中，研究人员发现缺失ZFP568的小鼠无法正常发育，这表明Igf2在早期发育中如果过多，会有毒性。研究人员还发现，包括人类在内的哺乳动物具有ZPF568样蛋白，因此Igf2抑制可能在哺乳动物的早期进化中起重要作用。他们目前正在探索ZFP568在人体中是否具有相似的功能，以及其它KRAB-锌指蛋白是否也进化出了在其它疾病发育进程中的重要作用。

Macfarlan曾在胚胎发育的早期阶段ES细胞循环进出于一种“神奇状态”中，在此过程中一系列为细胞潜能（一个通用细胞分化或发育形成具有特化功能细胞的能力）所必需的基因被激活。

研究人员在早期胚胎发生过程中鉴定了ES细胞，然后进一步在培养皿中使胚胎发育和培养它们。他们发现一群罕见的特化ES细胞激活了这些病毒基因，将它们与培养皿中其他的ES细胞区分开来。通过将反转录病毒为己所用，这些罕见细胞恢复了更具可塑性的年轻状态，因此具有更大的发育潜能。Nature：胚胎干细胞的“神奇状态”

（生物通：万纹）

原文检索：

Yang P, Wang Y, Hoang D, Tinkham M, Patel A, Sun MA, Wolf G, Baker M, Chien HC, Lai KYN, Cheng X, Shen CKJ, and Macfarlan TS. A placental growth factor is silenced in mouse embryos by the zinc finger protein ZFP568. Science DOI: 10.1126/science.aah6895 (2017)