近期同濟大學生命科學與技術學院的研究人員又再次發(fā)表論文，發(fā)現了Sox2促進誘導多能干細胞形成的miRNA/DNMT機制，這將有助于解析今年諾貝爾生理/醫(yī)學獎獲獎項目：誘導多能干細胞研究領域,。這一研究成果公布在12月25日的Cell Research文章,。
iPSC具有和胚胎干細胞（ESC）類似的特征和功能,，卻極大程度避免了ESC研究和應用中面臨的倫理和排斥等諸多障礙,，因此這一新技術給基于干細胞的個性化治療和再生醫(yī)學帶來了光明的前景。諾貝爾獎得主Yamanaka教授及后來的大量研究都表明Oct4,、Sox2,、Klf4和c-Myc（OSKM）等轉錄因子對iPSC的形成具有至關重要的作用，但是對于上述轉錄因子激發(fā)iPSC形成的機制尚不明確,。
在這篇文章中,，研究人員發(fā)現了內源miRNA-29b介導關鍵重編程因子Sox2的功能，并直接調控DNA甲基轉移酶（DNMT3a/3b），從而調節(jié)誘導多能干細胞（iPSC）形成,。
領導這一研究的是同濟大學生命科學與技術學院康九紅教授，第一作者分別為博士生郭旭東和劉起東,。
之前的研究顯示利用DNA甲基化酶抑制劑（5-AZA）抑制DNA甲基轉移酶（DNMT）活性可以顯著提高iPSC的形成效率,，而DNMT缺失的iPSC分化潛能受到限制，顯示DNMT在iPSC形成中具有非常關鍵而復雜的作用,，在iPSC形成前期,，DNMT是需要克服的“障礙”，后期是正常功能必需的分子,。
這項研究也發(fā)現,，在iPSC形成過程中，DNMT3a/3b的表達呈現先降低后升高的變化趨勢,。那么,，在iPSC形成過程中，OSKM是如何對細胞內的DNMT水平進行精細調控,，使得最終形成的iPSC具有正常和穩(wěn)定的基因轉錄調控模式,，以及正常的發(fā)育潛能呢？
這項研究成果首次發(fā)現,，小鼠胚胎成纖維細胞（MEFs）中一個內源性的小非編碼RNA（miR-29b）能夠在誘導早期過程中特異性的介導重編程因子Sox2的調節(jié)作用,，并直接作用于下游基因Dnmt3a和Dnmt3b的3’UTR區(qū)域而降低其表達水平，從而提高iPSC的誘導效率,。
同時,，利用miR-29b和四因子共同誘導得到的iPSC具有與ESC類似的特征和完整的發(fā)育潛能，并且發(fā)現miR-29b –DNMT signaling參與的DNA甲基化相關事件還參與調節(jié)成纖維細胞重編程中的細胞類型轉變（MET）,，以及維持關鍵印記區(qū)域（Dlk1-Dio3區(qū)域）的激活狀態(tài),。
這些研究結果顯示miR-29b是體細胞重編程過程中DNMT的一個內源調節(jié)者，既有助于提高iPSC的誘導效率,，又能通過調控MET相關基因表達和關鍵基因區(qū)域轉錄而保持iPSC發(fā)育完整性,。因此這一研究成果增加了我們對關鍵重編程因子Sox2參與調節(jié)iPSC形成的miRNA機制了解，同時對重編程過程中如何獲得完整形態(tài)的iPSC也具有一定的指導意義,。
在此前的關于G蛋白偶聯受體的研究中,，同濟大學，中科院的研究人員在研究GPCR與該疾病關系時發(fā)現,，有一類GPCR（A2B腺苷受體,，A2BAR）在MS的動物模型EAE小鼠上隨疾病進程表達顯著提高。A2BAR與其配體腺苷的結合能力較弱,，一般需要高濃度的腺苷才激活,。而在炎癥，缺氧等應激狀態(tài)，體內腺苷水平會極大提高而激活A2BAR,。利用A2BAR敲除小鼠及A2BAR特異性拮抗劑,，研究人員發(fā)現阻斷A2BAR的信號轉導可以有效抑制疾病的進程。
并且通過進一步研究發(fā)現,，位于抗原遞呈的樹突狀細胞（DC）表面的A2BAR對炎性因子IL-6的分泌至關重要,，抑制A2BAR刺激的IL-6分泌可以有效抑制下游T效應細胞的分化，從而緩解疾病的發(fā)生,。機制研究發(fā)現A2BAR主要是通過激活PLC-PKC及p38 MAPK兩條通路來刺激IL-6分泌的,。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1038/cr.2012.180
PMC:
PMID:
microRNA-29b is a novel mediator of Sox2 function in the regulation of somatic cell reprogramming
Xudong Guo1,*, Qidong Liu1,*, Guiying Wang1, Songcheng Zhu1, Longfei Gao1, Wujun Hong1, Yafang Chen1, Minjuan Wu2, Houqi Liu2, Cizhong Jiang1 and Jiuhong Kang1
Fibroblasts can be reprogrammed into induced pluripotent stem cells (iPSCs) by the application of Yamanaka factors (OSKM), but the mechanisms underlying this reprogramming remain poorly understood. Here, we report that Sox2 directly regulates endogenous microRNA-29b (miR-29b) expression during iPSC generation and that miR-29b expression is required for OSKM- and OSK-mediated reprogramming. Mechanistic studies show that Dnmt3a and Dnmt3b are in vivo targets of miR-29b and that Dnmt3a and Dnmt3b expression is inversely correlated with miR-29b expression during reprogramming. Moreover, the effect of miR-29b on reprogramming can be blocked by Dnmt3a or Dnmt3b overexpression. Further experiments indicate that miR-29b-DNMT signaling is significantly involved in the regulation of DNA methylation-related reprogramming events, such as mesenchymal-to-epithelial transition (MET) and Dlk1-Dio3 region transcription. Thus, our studies not only reveal that miR-29b is a novel mediator of reprogramming factor Sox2 but also provide evidence for a multistep mechanism in which Sox2 drives a miR-29b-DNMT signaling axis that regulates DNA methylation-related events during reprogramming
