综述：干细胞干性维持与细胞周期控制的耦合

本综述系统阐述了干细胞中细胞周期与干性维持的耦合机制，聚焦于Cyclins/CDKs为核心的调控网络如何整合信号通路（如Jak/Stat3、PI3K/Akt）、表观遗传修饰（如H3K27me3）、代谢重编程（如糖酵解）及体细胞重编程过程，揭示了快速增殖与多能性维持的精密协同，为再生医学应用提供了关键理论基础和靶点策略。

　　

1 Introduction

干细胞，尤其是胚胎干细胞（ESCs），具有自我更新和多向分化的能力。其多能性状态与独特的细胞周期特征紧密相连，最显著的特点是总体周期短，G1期显著缩短，而S期延长。这种快速的细胞周期不仅导致细胞数量增加，还与其自我更新能力的维持密切相关。多能性状态（如初始态（na?ve）、形成态（formative）和始发态（primed））与特定的细胞周期模式紧密相关，且这种关联具有物种特异性。

2 Specific mode of cell cycle control by Cyclins in ESCs

2.1 Crosstalk of cell cycle regulators and pluripotent factors in ESCs

ESCs独特的细胞周期结构源于转录因子、表观遗传修饰、信号通路、代谢和细胞周期调节因子等多层次的协同效应。研究表明，与高分化细胞不同，ESCs在整个细胞周期中维持着细胞周期基因（如CyclinE-CDK2和CyclinA-CDK2）的表达水平。CyclinE-CDK2在G1/S转换中起关键作用，而CyclinA-CDK2和CyclinB-CDK1分别驱动S期和G2/M期的快速进程。此外，CDK抑制剂（CKIs）的表达水平在ESCs中相对较低，进一步解除了对CDK活性的抑制。同时，RB的高度磷酸化状态导致其持续解除对E2F转录因子的抑制，使得细胞能够快速通过G1/S检查点。

近年来，大量研究报道了细胞周期调节因子与多能性控制之间的关联。在人类ESCs（hESCs）中，敲低单个CyclinD亚型（D1, D2, D3）仍能维持自我更新，但会导致谱系标志物（包括中胚层和内胚层基因）的上调。双重敲低CyclinD促进向内胚层方向的自发分化，但降低了外胚层分化能力。当所有CyclinD亚型都被抑制时，hESCs失去自我更新能力，主要分化为内胚层。研究发现，延长G2期特异性上调CyclinB1表达，表明CyclinB1可能是G2期维持多能性的关键因子。在hESCs中敲低CyclinB1会导致多能性标志物（如Oct4、Nanog、Terf1和Prdm1）的表达急剧下降，直接证实了其与多能性的密切关联。相反，过表达CyclinB1可增强这些标志物的表达。

CDK2的下调也会减少多能因子（Oct4、Sox2、Nanog、Klf4）的表达，诱导三胚层分化标志物（Cdx2、Pax6、Nestin、Fgr5、Brachyur、Afp）的表达，并引发谱系定向。其他研究表明，Cyclin-CDK复合物通过促进Sox2、Oct4和Nanog与膜蛋白的相互作用来防止其泛素介导的降解。CDK2介导的Sox2在Ser39和Ser253的磷酸化对于维持其活性至关重要。这些研究表明，细胞周期机制在调节干细胞多能性和自我更新中起着核心作用。

同样，核心多能性因子也直接参与细胞周期调节。例如，Akt介导的Sox2在Thr-118的磷酸化有助于维持多能状态。Erk介导的Oct4在Ser-111的磷酸化促进其泛化和后续降解。相反，Akt介导的Oct4在Ser-235的磷酸化可稳定该蛋白并促进其与Sox2的相互作用，从而支持干细胞自我更新。Oct4可通过下调p21表达促进G1/S转换，而Nanog能够上调CyclinD1表达。初始多能性网络转录因子，包括Klf4和Esrrb，参与CyclinE的转录调节。这种双向调节确保ESCs在快速增殖的同时维持其未分化状态。

2.2 The mechanisms of genomic stability maintenance in stem cells

尽管ESCs的快速增殖有利于发育，但也带来了基因组不稳定的风险。为了应对这一挑战，ESCs进化出了独特的DNA损伤应答机制。尽管G1期缩短的ESCs能够快速自我更新，但这也可能导致复制前复合体（pre-RC）组装不足和核苷酸准备不充分。这种缺陷会在加速的DNA合成过程中诱导复制压力，导致复制叉减速、停滞甚至崩溃。这些事件最终导致DNA损伤和基因组不稳定。

为了应对这一内在挑战，ESCs开发了一个复杂的多层保护机制，该机制在功能上与其多能状态相关联。低水平的基础复制压力（例如形成RPA包裹的ssDNA）会激活ATR/CHK1信号通路。一旦激活，ATR-CHK1会磷酸化包括CLASPIN和FANCM在内的蛋白质，以稳定停滞的复制叉并防止其崩溃。它还会磷酸化并稳定p53，进而诱导p21表达。作为一种广谱CDK抑制剂，p21可以启动G1/S检查点阻滞。p53的持续激活不仅强制细胞周期阻滞，还促进分化相关基因的表达，同时抑制核心多能性因子（如Nanog和Oct4）。这有助于ESCs退出多能状态。在严重或不可修复的压力条件下，p53的激活转向诱导促凋亡基因（包括Puma和Bax），从而清除受损细胞。

此外，ESCs对ATR-CHK1抑制表现出高度敏感性，强调了该通路在管理内源性复制压力中的关键作用。抑制ATR或CHK1会导致复制叉崩溃和DNA损伤显著增加，迅速导致凋亡性细胞死亡。研究还表明，各种细胞压力（包括复制压力、氧化压力和渗透压力）可以诱导一部分ESCs进入2细胞样（2C-like）状态。处于这种状态的细胞表达2C阶段特异的内源性逆转录元件（如Mervl），并表现出更“初始”的表观遗传和转录状态，细胞周期显著减慢。推测这种转变可能是一种进化上保守的压力应答模式，通过重编程转录程序和减慢细胞周期来应对不利条件。当ESCs面临严重压力时，一些细胞通过“重启”进入更原始、受保护的状态来生存。减慢的细胞周期为DNA修复和代谢调整提供了更多时间。

3 Signaling pathways connect the cell cycle and pluripotent genes in stem cells

干细胞命运决定通过关键信号通路和阶段特异性细胞周期机制之间的多层相互作用进行精确调节。白血病抑制因子（LIF）是维持mESCs多能性的关键因子。LIF与由LIF受体（LIFR）和gp130组成的细胞表面受体复合物结合，激活Jak1激酶，然后磷酸化转录因子Stat3。一旦磷酸化，Stat3二聚化并易位到细胞核中，直接结合并激活核心多能性基因（如Oct4、Sox2、Nanog和Klf4）的启动子。研究发现Gpr160是Jak1/Stat3通路的重要调节因子；它增强Stat3磷酸化和核转位，促进CyclinD1-CDK4/6的表达，加速G1/S期转换。

MAGEA2（黑色素瘤相关抗原A2）与其他核心多能性因子（如Oct4、Sox2和Nanog）共同作用，有助于维持干细胞多能性和促进增殖。研究发现敲低MAGEA2会导致Erk1/2磷酸化增加，以及细胞周期相关基因（如CDK1、CDK2、CyclinA1、CyclinD1和CDC25a）表达减少。这些分子变化导致细胞周期阻滞，并伴随mESCs中多能性标志物表达的减少。

在能量应激条件下，AMPK信号通路在调节ESC多能性方面表现出双向作用，具体取决于细胞状态。在多能细胞中，AMPK通过p53/p21通路抑制Nanog转录并促进其蛋白酶体降解，驱动分化。相反，在缺乏LIF或低多能性条件下，AMPK通过PI3K/Akt介导的GSK3β抑制来稳定β-catenin，从而激活Wnt通路。激活的β-catenin与Oct4形成转录复合物，协同上调初始多能性因子（如Klf4和Esrrb），显著增加Nanog表达。同时，AMPK诱导G1期阻滞和G2/M期抑制；通过p21依赖的细胞周期重编程，它减慢增殖，为多能性转录因子的重新建立提供时间窗口。

Hippo/YAP-TAZ通路以细胞周期相位依赖的方式调节增殖与分化之间的平衡。在滋养层干细胞中，核定位的YAP通过其WW2结构域与干性因子Cdx2相互作用，抑制G1期调节因子Cyclin D1的表达，并降低CDK4/6活性，从而抑制G1进程速率。在G2/M期或内复制阶段，核心激酶LATS1的下调减弱了LATS1–LIMK2复合物的形成，解除了对LIMK2的抑制，导致pLIMK2Thr505水平升高及随后的pCOFILINSer3水平升高。这稳定了F-肌动蛋白并促进滋养层巨细胞的内复制（多倍化）。

Notch通路拮抗Hippo/YAP-TAZ，并与G1退出相关。在表皮干细胞中，YAP/TAZ转录激活Delta样配体（DLL1, DLL3），以顺式抑制方式抑制Notch信号以维持干性。当YAP/TAZ失活时（由软基质或高细胞密度触发），Notch信号被激活，诱导G1退出并启动分化。

TGF-β/Activin/Nodal–Smad通路与细胞周期调节因子协同控制多能性维持和谱系规范。在G1早期，当Cyclin D–CDK4/6活性较低时，Smad2/3易位到细胞核中，结合内胚层基因启动子并启动分化程序。同时，它们上调DNA甲基转移酶Dnmt3b以建立甲基化模式，促进与上皮标志物（如Fgf5和Dnmt3a）的结合。到G1晚期，升高的Cyclin D–CDK4/6活性磷酸化Smad2/3的连接区，抑制其核转位，从而使细胞转向神经外胚层分化，而不是Activin/Nodal诱导的内胚层定向。

Wnt/β-catenin通路通过维持表观遗传稳定性对干细胞调控做出贡献。其衰退会加速细胞周期，损害正确的多能性退出，并损害分化潜能。从机制上讲，β-catenin与KAP1/DNMT1复合物协同作用，维持印记控制区（ICRs）的DNA甲基化和异染色质状态，抑制逆转录转座子活性，确保基因组稳定性和细胞稳态。

Hedgehog（HH）通路通过其下游GLI转录因子（特别是GLI1和GLI2）协调NSC动力学。它通过加速G1和S/G2/M期来缩短激活态NSCs（aNSCs）的细胞周期，从而增强增殖和自我更新能力，这反映在神经球形成增加上。此外，GLI2直接结合Sox2增强子以驱动其在NSCs中的表达。Sox2反过来激活Hes5，有助于维持未分化状态。然而， prolonged HH activation induces accumulation of quiescent NSCs (qNSCs) but ultimately exhausts the aNSC pool, leading to loss of pluripotency, premature cell cycle exit, and aberrant differentiation, underscoring its dual role in NSC homeostasis.

4 Linking of cell cycle and epigenetic modification in ESCs

表观遗传调控在维持ESCs的细胞周期特征中也起着至关重要的作用。组蛋白修饰（如H3K27ac和H3K4me3）在细胞周期基因启动子处的富集模式在ESCs和体细胞之间存在显著差异。特别是，多能性相关基因的启动子在ESCs中维持“开放”的染色质构象，使其能够快速响应环境信号并便于调整细胞周期。

研究表明，单独或集体删除组蛋白去甲基化酶Jmjd2家族蛋白会导致ESC自我更新受损和早期胚胎致死。它们的主要作用是去除H3K9甲基化以确保多能性。Polycomb Group（PcG）由PRC1和PRC2组成，是一个在进化上高度保守的表观遗传抑制复合物。PRC1催化组蛋白H2A在赖氨酸119（H2AK119ub1）的单泛素化，而PRC2介导组蛋白H3在赖氨酸27（H3K27me3）的三甲基化，共同建立抑制性染色质状态，使分化相关基因沉默。研究表明，PRC1和PRC2还通过抑制G1延长相关基因（如p21）的表达和增强CyclinE/CDK2复合物的活性来促进维持ESCs特有的短G1期。DNA去甲基酶Tet1与PRC2合作，去除DNA甲基化标记并增强H3K27me3修饰，形成多层次的表观遗传调控网络。这种协同效应对于维持多能性基因的活性和协调增殖与分化之间的平衡至关重要。

5 Role of metabolic mode in stem cells

ESCs表现出独特的代谢特征，为快速增殖提供必要的能量和生物合成前体。ESCs主要依赖糖酵解产生能量。这种代谢模式不仅满足了快速细胞分裂的能量需求，还通过调节代谢中间产物（如乙酰辅酶A）的水平来调节组蛋白乙酰化和基因表达。最近的研究发现mTOR信号通路是整合营养信号与细胞周期调节的关键枢纽。降低mTOR通路的活性可以诱导hPSCs和囊胚进入静止状态，其中细胞增殖、发育过程和对子宫上皮的附着都受到限制。mTORC1的持续激活促进蛋白质合成和细胞生长，为频繁的细胞分裂提供物质基础。同时，mTORC2通过调节细胞骨架重组影响有丝分裂。

即使在富氧条件下，ESCs也主要依赖糖酵解而不是氧化磷酸化（OXPHOS）来产生ATP。研究表明，长链非编码RNA（lncRNA）Lx8-SINE B2通过结合糖酵解酶Enolase 1（ENO1）来增强糖酵解通量，稳定并激活ENO1，从而显著增加葡萄糖利用。当糖酵解被抑制时，ATP供应变得不足，导致Cyclin-CDK复合物活性下降，G1/S期转换延迟，最终导致多能性丧失。

干细胞代谢构成了一个复杂的调控网络， governing energy supply, epigenetic modifications, and the elimination of toxic metabolites to maintain pluripotency and cell cycle homeostasis. This network exhibits state-specific and species-dependent characteristics. Ground-state PSCs, such as mESCs cultured in 2i/LIF conditions (mESCs-2iL) and human induced pluripotent stem cells (iPSCs), predominantly rely on a high glycolytic flux. Even in the presence of homologous or heterologous mitochondrial DNA (mtDNA) mutations, human iPSCs sustain elevated expression of key glycolytic genes, including the glucose transporter Glut3 and hexokinase HK3. Moreover, they suppress pyruvate dehydrogenase (PDH) activity via upregulation of pyruvate dehydrogenase kinase 1 (PDK1), thereby preventing the entry of pyruvate into the tricarboxylic acid (TCA) cycle and promoting the glycolytic pathway. This metabolic preference not only facilitates rapid ATP generation to meet the proliferative demands of the short G1 phase but also minimizes ROS accumulation from OXPHOS, thereby avoiding DNA damage and senescence pathway activation. Consequently, it helps stabilize the expression of core pluripotency factors. The PTEN-induced kinase 1 (PINK1)-mediated mitophagy is a critical mechanism enabling this glycolytic switch. Loss of PINK1 leads to accumulation of damaged mitochondria, increased ROS levels, and activation of the p53-dependent cell cycle checkpoint, thereby causing an 80% reduction in reprogramming efficiency and a 3–4 days delay in the emergence of SSEA-1-positive colonies in mESCs. In contrast, functional mitophagy eliminates mature tubular mitochondria and promotes the formation of immature spherical mitochondria, providing the structural basis for a glycolytic metabolic profile.

乙酰辅酶A作为多能性的核心代谢效应物。其细胞水平和亚细胞分布通过调节组蛋白乙酰化和多能性基因表达深刻影响干细胞命运。小鼠和人类PSCs都需要高水平的乙酰辅酶A来支持活跃的组蛋白标记（如H3K9ac和H3K27ac）以及开放的染色质配置。mESCs主要通过苏氨酸代谢产生乙酰辅酶A，而hPSCs依赖葡萄糖衍生的丙酮酸，其被转化为柠檬酸盐并运输到细胞质中，在那里ATP-柠檬酸裂解酶（ACLY）催化其转化为乙酰辅酶A。外源性乙酸补充增加乙酰辅酶A水平并延迟PSCs的分化。NAD+通过Sirt1促进乙酰辅酶A合成酶1（AceCS1）的去乙酰化和激活，促进乙酸转化为乙酰辅酶A，从而维持mESCs中的乙酰辅酶A和H3K27ac水平，支持多能性。此外，核定位的TCA循环酶（如Pdha1）可以直接增强核乙酰辅酶A库，增加组蛋白H3乙酰化，激活多能性基因（包括Oct4和Nanog），并促进体细胞重编程以及从初始态向始发态的转变。在NSCs中，TIGAR增强OXPHOS，提高乙酰辅酶A水平，增加H3K9ac修饰，并激活分化相关基因（如Ngn1和Neurod1），从而调节神经生成进程。

一碳代谢是将代谢通量与多能性表观遗传调控联系起来的核心通路，具有显著的物种特异性差异。mESCs依赖苏氨酸（Thr）代谢获取一碳单元：Thr通过苏氨酸脱氢酶（TDH）催化分解产生甘氨酸和乙酰辅酶A。甘氨酸被进一步代谢为甲酸盐，进入S-腺苷甲硫氨酸（SAM）循环，为组蛋白H3K4me2和H3K4me3修饰提供甲基供体。这些标记富集在多能性基因（如Esrrb和Klf4）的启动子处，维持开放的染色质状态。苏氨酸剥夺导致H3K4me2/3水平显著降低，引起mESCs增殖停滞和分化启动，而不影响DNA甲基化或其他组蛋白修饰（如H3K9me3）。相比之下，hESCs缺乏功能性TDH，依赖蛋氨酸（Met）代谢。Met通过Met-SAM途径循环产生SAM，作为H3K4me3和DNA甲基化的甲基供体。蛋氨酸缺乏导致hESCs中H3K4me3几乎完全丢失、增殖停滞和凋亡，这些表型可以通过外源SAM补充部分挽救。此外，甘氨酸裂解系统（GCS）在PSCs中高度活跃。其限速酶甘氨酸脱羧酶（Gldc）受Sox2和Lin28A共同调控。GCS通过甘氨酸裂解产生一碳单元支持SAM合成并维持H3K4me3水平，同时清除甲基乙二醛（MG），这是一种异常甘氨酸代谢产生的有毒副产物。这防止了晚期糖基化终末产物（AGEs）的积累和衰老标志物（P15, P16, P21）的激活，从而避免不可逆的G1期阻滞并确保正常的细胞周期进程。

α-酮戊二酸（α-KG）是三羧酸循环的关键中间体，是多能性的重要调节因子。在mESCs中，α-KG主要由线粒体异柠檬酸脱氢酶2（IDH2）产生。外源补充细胞可透性二甲酰-α-酮戊二酸（dm-αKG）可以替代2i抑制剂（GSK3和MEK抑制剂）维持初始态多能性。dm-αKG通过激活TET双加氧酶促进DNA去甲基化，并通过Kdm3a/b组蛋白去甲基化酶降低H3K9me2水平，从而维持Rex1-GFP阳性细胞的比例和圆顶状集落形态。在分化过程中，dm-αKG延长了上皮样细胞（EpiLCs）分化为原始生殖细胞样细胞（PGCLCs）的发育能力窗口，使培养72小时的EpiLCs能够以与48小时对照组相当的效率分化为PGCLCs，同时维持H3K27me3水平以确保关键PGC基因（如Prdm1和Prdm14）的精确激活。转录因子Spic通过甜菜碱依赖性的一碳代谢基因进一步强化了对初始态多能性的调节。在2iL培养中，当MEK/Erk信号被抑制时，Spic被转录激活，并稳定Nanog在甜菜碱依赖性一碳代谢基因染色质区域的结合，增强甜菜碱向蛋氨酸的转化，并维持低SAM/SAH比率。这一过程上调激活性组蛋白标记（如H3R17me2a），同时抑制H3K4me3（以避免分化基因激活），从而延迟退出初始态多能性。同时，它为dTMP合成和其他DNA生物合成需求提供前体，增强细胞在代谢压力下的适应性。

多能性的维持与线粒体重塑和代谢重编程密切相关。尽管可能存在同源或异质性mtDNA突变，hiPSCs通过上调糖酵解酶、增加葡萄糖-6-磷酸（G6P）水平和增强PDK1表达，维持与hESCs相似的高糖酵解表型。初始态ESCs和iPSCs拥有未成熟的球形线粒体，嵴发育不良，主要依赖糖酵解。当分化为NSCs时，线粒体变长，具有明确的嵴，细胞转向OXPHOS。此外，PINK1介导的线粒体自噬促进线粒体 rejuvenation，并且是高效重编程所必需的。其缺失会显著损害重编程效率，削弱糖酵解能力，并减少α-KG产生，从而损害多能性的建立。

6 Cell cycle control and somatic cell reprogramming

体细胞重编程领域的突破有效地实现了细胞命运的调控，对临床应用、药物筛选、人类疾病的体外建模以及理解植入前胚胎发育的早期阶段具有重要意义。体细胞重编程是指通过引入特定转录因子将成熟体细胞逆转为多能性、类胚胎状态或iPSCs的过程。该过程不仅涉及转录网络的重组，还涉及细胞周期蛋白和多能因子的深刻重新配置。

越来越多的证据表明，体细胞重编程不仅仅是四个转录因子（OSKM）的过表达，而是一个受到多重障碍阻碍的剧烈身份转换过程。细胞周期调控网络是最关键的看门机制之一。它不仅限制重编程的速度，还充当质量控制器，消除不符合标准的细胞。成功的重编程伴随着细胞周期的深刻重塑，从而逃脱这些内在的抑制障碍。在正常体细胞中，细胞周期由紧密调控的阶段组成，包括G1、S、G2和M期，Cyclins和CDKs协同控制该过程。在维持分裂和代谢稳态的过程中，体细胞通常表现出较长的G1期和相对缓慢的细胞周期，以确保准确的DNA复制和细胞稳定性。研究表明，处于静止G0期的细胞通常表现出低水平的Cyclin D和E表达，CDK活性降低，难以进入S期。

相比之下，在重编程过程中——尤其是在后期——去分化的细胞获得了PSCs独特的细胞周期特征，包括缩短的G1期和加速的增殖速率。这些特征支持恢复高增殖状态，这有助于——但并非唯一足够——多能性的建立。细胞周期的重组在体细胞重编程中尤为明显。团队提出了一种重编程策略，其中抑制体细胞中的细胞周期抑制剂（如p27或p18）可显著提高重编程效率。这主要是因为这些抑制剂在维持细胞静止和早期G1期方面起着关键作用，从而阻碍了进入S期。阻断这些抑制信号可以促进细胞前进，缩短G1期，加速细胞增殖，并快速积累多能性转录因子的表达。研究表明，在山中因子提出的四种重编程因子中，Myc与细胞周期调控的关系最为密切。一致地，过表达CyclinB1-CDK1、CyclinD-CDK4/6或CyclinE/A-CDK2，以及下调pRb，都可以通过促进快速细胞增殖来提高重编程效率。相反，异位表达细胞周期抑制剂如p15、p16或p21，或使用针对CDK2或CDK4的小分子抑制剂，会阻碍细胞周期进程并降低重编程效率。CDK2介导的Sox2在Ser-39/Ser-253的磷酸化对于将小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）重编程为多能状态至关重要，但对于维持mESCs则不是必需的。p53通路是体细胞中基因组完整性的核心守护者，同样被激活以应对剧烈的细胞状态重塑和随之而来的复制压力。异位表达OSKM直接诱导DNA损伤和复制压力，从而激活p53。p53在转录水平上调p21，而p21作为一种广谱CKI，诱导G1期阻滞。这为细胞提供了一个修复DNA损伤或启动凋亡的时间窗口，从而有效防止潜在突变细胞的出现，但代价是重编程效率大幅降低。p16是另一个重要的衰老相关CDK抑制剂，它通过特异性抑制CDK4/6来维持Rb蛋白的肿瘤抑制功能，从而引发G1期阻滞。在衰老或年老的供体体细胞中，p16表达较高，构成了与年龄相关的重编程效率障碍。p53和p16的完整功能对于确保iPSCs的基因组质量至关重要。瞬时抑制p53–p21轴或p16可以通过允许更多细胞通过G1/S检查点并进入更有利于重编程的细胞周期状态来显著提高重编程效率。完全废除其功能虽然可以 dramatically increase efficiency, but leads to iPSC clones with genomic instability and a significantly heightened risk of tumorigenicity. Therefore, during reprogramming, the ideal strategy is to transiently dampen rather than completely ablate the functions of p53–p21 and p16. Most somatic cells have short telomeres and low telomerase (TERT) activity.

由OSKM诱导的 aggressive proliferation accelerates telomere shortening and telomere dysfunction, which is recognized by the cell as DNA damage and similarly activates the p53–p21 pathway, eliciting senescence or apoptosis. The Shelterin complex serves as the protective cap of telomeres. During reprogramming, alterations occur in the expression and function of Shelterin components. As a result, exposed telomeres are recognized as double-strand breaks. This recognition activates the ATM/ATR–mediated DNA damage response pathway. In connection with reprogramming, co-expression of TERT can mitigate telomere erosion, lessen the DNA damage response, and thereby improve reprogramming efficiency, particularly in late-passage somatic cells. Studies show that OSKM itself upregulates TERT and certain Shelterin proteins, and successful reprogramming is accompanied by telore elongation and restoration of function, marking a key step toward achieving true pluripotency.

DNA复制发生在细胞周期的S期。然而，复制并不是均匀的，而是遵循严格的时空顺序。复制时序（RT）与三维（3D）染色质结构和转录活性高度相关。体细胞表现出其细胞类型特有的RT模式。PSCs表现出另一种独特的、紧密协调的RT模式，其特征是更多的早期复制域和更清晰的时间转换。在重编程过程中，RT的重塑是一个晚期事件，但至关重要。将体细胞的RT模式重置为多能状态的RT模式体现并 precondition 了全面的表观基因组重组。不完全的RT重塑会导致复制叉在错误的时间和地点进行，加剧转录-复制冲突（TRCs），从而引发复制压力、DNA双链断裂和基因组不稳定。这使得S期成为重编程失败的潜在瓶颈。高效的重编程需要RT重塑与表观遗传修饰和3D基因组结构变化的协调。CDK