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原代細胞命運轉變過程

時間:2018-1-24閱讀:100
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原代細胞通過抑制基因表達,在X染色體失活,胚胎發育和疾病的發生均發揮作用。H3K27me3的形成是由多梳蛋白抑制復合物2(PRC2)介導的。PRC2的核心組分是EED、SUZ12、EZH1和EZH2,其中EZH1和EZH2具有H3K27甲基轉移酶的功能。PRC2和它修飾的H3K27me3已被證明在小鼠胚胎發育過程中發揮關鍵作用,但它們在細胞命運轉變過程的作用機制,尤其是介導人胚胎干細胞多能性與分化過程中的作用尚不清楚。

潘光錦課題組通過CRISPR/Cas9介導的編輯技術,在人胚胎干細胞中分別敲除PRC2的核心組分,發現敲除PRC2的不同組分,人胚胎干細胞的形態不一致。*缺失PRC2(SUZ12或EED或EZH1/EZH2)將導致人胚胎干細胞退出多能性狀態,發生傾向于產生中內胚層的逐漸自發分化;缺失EZH1或EZH2的人胚胎干細胞保持未分化狀態,但不能有效地產生神經外胚層。這說明PRC2維持人胚胎干細胞多能性是必需的,并特化神經外胚層的產生。

課題組通過構建可誘導性敲除PRC2的人胚胎干細胞,確認BMPs蛋白激活是PRC2缺失引起人胚胎干細胞自發分化的原因。課題組進一步展示缺失PRC2的小鼠胚胎干細胞可以維持自我更新狀態,但轉變成始發狀態的小鼠上胚層干細胞發生自發分化;將原代細胞轉變成幼稚態時,發現缺失PRC2可以維持其多能性狀態。以上結果揭示PRC2在細胞命運決定過程中譜系特化和不同多能性狀態的特異性作用,對人胚胎干細胞是否能向整個外胚層譜系分化起決定作用,并在維持naive(幼稚態)和primed(始發態)兩種狀態的胚胎干細胞多能性發揮不同作用。
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原代細胞

 

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