在人类间充质干细胞中，DNA 5-羟基甲基化的增加通过 TET 基因介导的表观遗传调控，下调 hTERT（端粒酶逆转录酶）的表达，从而促进软骨细胞的分化

《Histochemistry and Cell Biology》：Elevated DNA 5-hydroxymethylation promotes chondrocyte differentiation via TET-mediated epigenetic downregulation of hTERT in human mesenchymal stem cells

　　

摘要

DNA甲基化被认为是一种受到严格调控的机制，参与细胞分化过程，尤其是在间充质干细胞向软骨细胞的分化过程中。TET家族蛋白可能通过一系列反应将5-甲基胞嘧啶（5-mC）氧化转化为5-羟甲基胞嘧啶（5-hmC），进而转化为甲酰胞嘧啶（5-fC）和羧基胞嘧啶（5-caC），从而调控去甲基化过程。然而，TET蛋白的确切作用以及5-hmC在软骨细胞分化过程中的动态变化仍不甚清楚。本研究旨在探讨5-羟甲基化与TET家族蛋白以及人类端粒酶逆转录酶（hTERT）基因表达在人类间充质干细胞（hMSCs）向软骨细胞分化过程中的潜在关联。研究方法包括在16天的培养时间内诱导hMSCs分化为软骨细胞，通过Alcian Blue染色和软骨生成相关标记基因（ACAN和COL2A1）确认分化成功。利用实时聚合酶链反应（RT-PCR）和Western blot技术分析了TET1、TET2、TET3和hTERT的基因及蛋白质表达情况。通过点印迹（dot blot）和酶联免疫吸附测定（ELISA）方法量化了DNA中5-hmC水平的整体变化。通过位点特异性PCR技术分析了hTERT启动子基因内的特异性变化。我们观察到在软骨细胞分化过程中，TET1和TET2这两种TET家族蛋白的表达水平显著上升，同时整体5-hmC水平也显著升高。然而，在整个分化过程中，hTERT的mRNA和蛋白质表达水平均有所下降。此外，表观遗传学分析显示，hTERT启动子区域5-hmC富集程度的增加与hTERT表达下调存在显著关联。我们的研究结果表明，5-hmC可能作为一种潜在的表观遗传生物标志物和调控因子，在软骨细胞分化中发挥作用，为骨骼发育和软骨相关疾病的研究提供了新的见解。