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Stem Cell Reports发表蒋卫团队对于建立人扩展性多能干细胞的新方法
发布时间:2021-07-02  来源:  阅读次数:

202171日,亚愽体育app下载/免疫与代谢前沿科学中心蒋卫教授课题组在国际学术期刊Stem Cell Reports在线发表题为“Derivation of feeder-free human extended pluripotent stem cells”的最新研究成果(DOI: 10.1016/j.stemcr.2021.06.001),报道了获取新型扩展性多能干细胞(ffEPSC)的方法,并探讨了表观遗传和糖酵解代谢在扩展多能性调控中的作用。武汉大学为第一单位,蒋卫教授、华中农业大学苗义良教授、湖北大学张冬卉教授为该论文的共同通讯作者,yobo体育app官方下载研究生郑冉、耿婷以及华中农业大学研究生吴丹雅为共同第一作者,研究生张天喆、何海楠以及武汉大学杜海宁教授等也参与了部分工作。

胚胎干细胞(ESC)或诱导多能干细胞(iPSC)可以发育为构成胎儿的三胚层组织和器官,但并不具有发育成包括胚外组织如胎盘在内的整个个体的能力,而这一能力为受精卵到8-细胞这一阶段的卵裂球所特有。2017年,北京大学和剑桥大学两个团队先后在CellNature报道利用不同的策略分别建立了“extended pluripotent“expanded potential”状态的细胞(Cell 169, 243-257; Nature 550, 393-397),首次报道该类EPSC可以同时参与胚胎组织和胚外组织的发育分化。这两项开创性工作发现了相比于目前常规的多能干细胞具有更广泛发育潜能的细胞类型;但上述工作均是基于小鼠饲养层细胞进行培养,限制了后续的机制探讨和应用研究。

在本研究中,作者团队成功将常规的人多能干细胞转化为多能性更强的ffEPSC,并在此基础上优化了一种无动物源性的培养方案,可以在体外稳定地培养ffEPSC 100代以上。将单个绿色荧光蛋白标记的ffEPSC注射到8细胞期小鼠胚胎的嵌合实验显示,ffEPSC可以同时分化为胚内组织与胚外组织。进一步地,该团队分析了ffEPSC独特的分子特征、糖代谢模式及组蛋白修饰动态,揭示H3K27甲基转移酶的抑制剂可以帮助获得ffEPSC,糖酵解抑制剂有利于ffEPSC的长期稳定维持。

该研究建立了一种简单的方法将人胚胎干细胞(ESC)或诱导多能干细胞(iPSC)转化为扩展性多能干细胞(ffEPSC);同时,详细描述了转化后的ffEPSC的分子和生物学特征,初步探讨了ffEPSC维持和转化的代谢和表观调控机制,开发了靶向组蛋白甲基转移酶和糖酵解的化学小分子新型组合,用于高效促进该种扩展性多能干细胞的获得与维持。值得一提的是,北京大学邓宏魁教授团队近期也报道了一种成分明确、无异源成分的获取人EPSC的方案(Nature communications 12, 3017)。这些工作为推动人全能性/多能性研究奠定了基础,也为开发新一代干细胞产品提供了新的原创性方法。

蒋卫教授课题组一直致力于人干细胞多能性以及定向分化的分子调控研究,一方面关注组蛋白修饰、长非编码RNA以及细胞代谢层面的细胞命运决定的分子调控机制,另一方面也致力于获得功能性细胞用于再生医学,并利用干细胞分化体系建立疾病模型,揭示疾病发生的分子机制。课题组去年在Cell Press合作期刊Stem Cell Reports报道了长非编码RNA GATA6-AS1在人内胚层细胞分化中的重要作用及分子机制(Stem Cell Reports 15(3):694-705; DOI: 10.1016/j.stemcr.2020.07.014.)。

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