电离辐射通过延迟表观遗传重塑与分泌因子上调提高体细胞重编程效率

《Scientific Reports》：Delayed radiation-induced epigenetic remodeling is associated with enhanced somatic cell reprogramming

摘要

电离辐射会在直接受到照射的细胞中引发特定的反应，并在初次暴露后数代细胞中引发非特异性反应。这种延迟的非特异性反应能够提高诱导多能干细胞（iPSC）的生成效率。然而，其背后的机制尚未明确。在此研究中，我们探讨了延迟的辐射反应如何通过分子机制促进体细胞重编程。接受5 Gy辐射的成纤维细胞表现出表型恢复，包括细胞增殖和全局组蛋白修饰的变化。转录组分析显示，辐射后的细胞中存在独特的基因表达特征，如增殖相关分泌因子的上调，例如生长/分化因子5（GDF5）、WNT1诱导信号通路蛋白1（WISP1/CCN4）和白细胞介素-34（IL34）。RNA-seq与染色质修饰的综合作用进一步表明，在CCN4和IL34的启动子区域出现了与活性相关的组蛋白标记富集，这表明发生了辐射诱导的表观遗传重塑。从功能角度来看，外源重组CCN4或IL34能够提高iPSC的生成效率，产生的细胞具有多能干细胞的典型特征，包括三 lineage 分化能力。此外，相比对照组和rIL34处理的iPSC，rCCN4处理的iPSC向内胚层谱系的分化效率更高。这些发现共同表明，延迟的辐射反应与细胞状态的表观遗传改变以及分泌因子的表达增加有关，这些变化可能有助于提高体细胞重编程的效率。