四种不同组织来源诱导多能干细胞系的microRNA表观遗传特征比较研究

本研究通过nCounter? miRNA表达谱分析技术，比较了源自皮肤成纤维细胞、毛囊角质形成细胞、外周血T细胞和脱落肾上皮细胞的四种诱导多能干细胞(iPSCs)的microRNA表达特征。研究人员发现110种miRNAs在所有iPSC系中共同表达，仅少数miRNAs呈现组织特异性，且iPSCs的miRNA谱明显区别于胚胎干细胞(ESCs)和原始成熟细胞。该研究为iPSCs的表观遗传记忆争议提供了新证据，对干细胞临床应用具有重要参考价值。

干细胞研究领域长期存在一个关键科学问题：不同组织来源的诱导多能干细胞(iPSCs)是否保留着"细胞记忆"？这种表观遗传特征差异直接影响着iPSCs的分化潜能和临床应用效果。虽然既往研究多聚焦DNA甲基化差异，但作为基因表达重要调控因子的microRNA(miRNA)在iPSCs中的特征仍缺乏系统研究。来自玛希隆大学西里拉吉医院的研究团队在《BMC Research Notes》发表的最新研究，首次对四种不同胚层来源的人iPSCs进行了全面的miRNA图谱分析。

研究采用nCounter? miRNA表达芯片技术，结合主成分分析(PCA)和靶基因通路分析，系统比较了皮肤成纤维细胞(中胚层)、毛囊角质形成细胞(外胚层)、外周血T细胞(中胚层)和肾上皮细胞(中内胚层)来源的iPSCs系。技术方法上，研究人员通过无整合Sendai病毒载体重编程建立iPSCs，使用标准化培养体系保证细胞状态一致性，采用qRT-PCR验证关键miRNAs表达，并整合GEO数据库中ESCs和成熟细胞的NanoString数据进行多维比对。

MicroRNA表达谱分析

通过nCounter?检测发现205种miRNAs在至少一个iPSC系中表达，其中110种(占各系表达miRNAs的67.5-75.9%)为四系共有。特别值得注意的是，干细胞标志物miR-302a-3p在所有iPSC系中高表达，而分化相关miR-145-5p则显著低表达，这与qRT-PCR验证结果高度一致。

组织特异性分析

PCA分析显示四系iPSCs的miRNA谱紧密聚类，明显区别于原始成熟细胞和ESCs。虽然毛囊角质形成细胞来源的SK系表现出28种独特miRNAs（数量最多），但通路分析发现其靶基因主要参与多细胞结构发育等广谱生物学过程，而非特异地反映外胚层特征。

靶基因通路特征

四系共有的110种miRNAs显著富集于细胞增殖正调控、分化负调控等通路，符合多能干细胞特性。而各系特有miRNAs的靶基因通路分析显示：SF系（成纤维细胞来源）的3种独特miRNAs涉及细胞粘附等过程；ST系（T细胞来源）的9种miRNAs可能与血管生成相关；SU系（肾上皮来源）的4种miRNAs未显示显著通路富集。

这项研究的重要发现在于：不同组织来源iPSCs的miRNA谱呈现高度相似性，仅有少量组织特异性miRNAs表达，且这些差异未表现出明显的胚层倾向性。这一结果支持iPSCs重编程过程中表观遗传记忆可能被大部分擦除的观点，为干细胞临床应用中的组织来源选择提供了科学依据。特别是研究揭示的miRNA核心调控网络（如miR-302家族），为今后优化iPSCs质量控制标准提供了新指标。研究采用的跨胚层比较策略和整合公共数据库的分析方法，也为表观遗传学研究提供了范式参考。