2012年12月25日,，Cell Research 在線發(fā)表了同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院康九紅教授研究組關(guān)于內(nèi)源miRNA-29b介導(dǎo)關(guān)鍵重編程因子Sox2的功能,，并直接調(diào)控DNA甲基轉(zhuǎn)移酶（DNMT3a/3b）,，從而調(diào)節(jié)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）形成的研究成果,。該成果是由博士生郭旭東和劉起東共同完成的,。
2012年,，諾貝爾生理學(xué)與醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)授予了iPSC在內(nèi)的細(xì)胞重編程技術(shù)和發(fā)現(xiàn),。iPSC具有和胚胎干細(xì)胞（ESC）類似的特征和功能,，卻極大程度避免了ESC研究和應(yīng)用中面臨的倫理和排斥等諸多障礙，因此這一新技術(shù)給基于干細(xì)胞的個(gè)性化治療和再生醫(yī)學(xué)帶來了光明的前景,。諾貝爾獎(jiǎng)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(zhuǎn)錄因子對(duì)iPSC的形成具有至關(guān)重要的作用,，但是對(duì)于上述轉(zhuǎn)錄因子激發(fā)iPSC形成的機(jī)制尚不明確,。
之前有研究顯示利用DNA甲基化酶抑制劑（5-AZA）抑制DNA甲基轉(zhuǎn)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(guān)鍵而復(fù)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,。郭旭東和劉起東的研究也發(fā)現(xiàn),，在iPSC形成過程中，DNMT3a/3b的表達(dá)呈現(xiàn)先降低后升高的變化趨勢(shì),。那么,，在iPSC形成過程中，OSKM是如何對(duì)細(xì)胞內(nèi)的DNMT水平進(jìn)行精細(xì)調(diào)控,，使得最終形成的iPSC具有正常和穩(wěn)定的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控模式,，以及正常的發(fā)育潛能呢？康九紅教授組的研究成果首次發(fā)現(xiàn),，小鼠胚胎成纖維細(xì)胞（MEFs）中一個(gè)內(nèi)源性的小非編碼RNA（miR-29b）能夠在誘導(dǎo)早期過程中特異性的介導(dǎo)重編程因子Sox2的調(diào)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(dá)水平，從而提高iPSC的誘導(dǎo)效率,。同時(shí),，利用miR-29b和四因子共同誘導(dǎo)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(xiàn)miR-29b –DNMT signaling參與的DNA甲基化相關(guān)事件還參與調(diào)節(jié)成纖維細(xì)胞重編程中的細(xì)胞類型轉(zhuǎn)變（MET）,，以及維持關(guān)鍵印記區(qū)域（Dlk1-Dio3區(qū)域）的激活狀態(tài),。上述結(jié)果顯示miR-29b是體細(xì)胞重編程過程中DNMT的一個(gè)內(nèi)源調(diào)節(jié)者，既有助于提高iPSC的誘導(dǎo)效率,，又能通過調(diào)控MET相關(guān)基因表達(dá)和關(guān)鍵基因區(qū)域轉(zhuǎn)錄而保持iPSC發(fā)育完整性,。該研究成果增加了我們對(duì)關(guān)鍵重編程因子Sox2參與調(diào)節(jié)iPSC形成的miRNA機(jī)制了解，同時(shí)對(duì)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(dǎo)意義,。
本研究工作得到科技部973項(xiàng)目,、科技部國(guó)際合作項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目,、教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)以及上海市科委項(xiàng)目的支持,。（生物谷Bioon.com）
doi:10.1038/cr.2012.180
microRNA-29b is a novel mediator of Sox2 function in the regulation of somatic cell reprogramming
Xudong Guo, Qidong Liu, Guiying Wang, Songcheng Zhu, Longfei Gao,Wujun Hong, Yafang Chen, Minjuan Wu, Houqi Liu, Cizhong Jiang andJiuhong Kang
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.
