已有研究表明小鼠誘導性多功能干細胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)保留著它們起源的細胞類型的表觀遺傳“記憶”,。Kitai Kim等研究人員近日在人類細胞中研究了這個問題,,并且把重編程過程中DNA甲基化的不完全擦除和異常的重新甲基化(de novo methylation)記錄下來,。該研究結果于2011年11月27日在線發(fā)表在《自然-生物技術》雜志上。
研究人員實際上比較了臍帶血細胞來源和和新生兒角質形成細胞(keratinocyte)來源的誘導性多功能干細胞。作為不充分的組織特異性甲基化擦除和異常的重新甲基化,臍帶血細胞來源的誘導性多功能干細胞和角質形成細胞來源的誘導性多功能干細胞在全基因組范圍的DNA甲基化譜和分化潛能上是有差別的,。即便是對一些誘導性多功能干細胞克隆系的進一步傳代培養(yǎng)并不能使得它們的表觀遺傳特征更加類似于胚胎干細胞,這就暗示著一些人誘導性多功能干細胞保留著它們來源組織殘留性的“表觀遺傳記憶”,。
而早期Douglas H Phanstiel等研究人員于2011年9月11日在《自然-方法》雜志上在線發(fā)表了關于人胚胎干細胞和誘導性多功能干細胞的蛋白質組和磷酸蛋白質組方面的研究論文,,他們利用高質量精度的質譜分析法和8-plex iTRAQ技術,發(fā)現人胚胎干細胞和誘導性多功能干細胞的蛋白質組和磷酸蛋白質組雖然大體相似,,但也存在微妙差異,,從而表明重編程為人誘導性多功能干細胞的成體細胞來源對它們的基因、蛋白質及其翻譯后修飾存在殘留調控,。
綜上以上結果表明:人胚胎干細胞與誘導性多功能干細胞在蛋白質組和磷酸蛋白質組上存在差別,同時不同體細胞來源的人誘導性多功能干細胞在表觀基因組上也存在差別,,無論是哪種差別,,主要還是在于成體細胞來自的特定組織。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1038/nbt.2052
PMC:
PMID:
Donor cell type can influence the epigenome and differentiation potential of human induced pluripotent stem cells
Kitai Kim, Rui Zhao, Akiko Doi, Kitwa Ng, Juli Unternaehrer, Patrick Cahan, Huo Hongguang, Yuin-Han Loh, Martin J Aryee, M William Lensch, Hu Li, James J Collins, Andrew P Feinberg & George Q Daley
We compared bona fide human induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from umbilical cord blood (CB) cells and neonatal keratinocytes (K). As a consequence of both incomplete erasure of tissue-specific methylation and aberrant de novo methylation, CB-iPSCs and K-iPSCs were distinct in genome-wide DNA methylation profiles and differentiation potential. Extended passage of some iPSC clones in culture did not improve their epigenetic resemblance to embryonic stem cells, implying that some human iPSCs retain a residual 'epigenetic memory' of their tissue of origin.