近日來自著名的美國紐約斯隆/凱德琳癌癥紀念研究中心(Memorial Sloan-Kettering Cancer Center,,簡稱MSKCC)的研究人員在新研究中發(fā)現(xiàn)了基于一種miRNA預測人類多能干細胞((hPSCs))向神經(jīng)細胞分化命運的方法。這一研究成果公布在國際著名期刊《細胞—干細胞》(Cell stem cell)雜志上,。
領導這一研究的是紐約斯隆/凱德琳癌癥紀念研究中心的Lorenz Studer博士,,紐約斯隆/凱德琳癌癥紀念研究中心是國際著名的癌癥治療中心,在癌癥研究方面具有一百多年的歷史,,曾獲選為2001年度美國最杰出癌癥醫(yī)院,。
多能干細胞是當前干細胞研究的熱點和焦點。它可以分化成體內(nèi)任意細胞,,進而形成身體的各種組織和器官,。因此,多能干細胞的研究不僅具有重要的理論意義,,而且在人類疾病建模和再生醫(yī)學方面極具應用價值,。盡管長期以來科學家們一直致力于探索多種誘導干細胞特異性分化的實驗方案,,然而這些方法在誘導生成特異性細胞類型的效率上仍存在較大的差異,且研究人員很難對干細胞的分化方向進行準確的預測,。
在這篇文章中,,研究人員對13種人類胚胎干細胞(hESC)系和26種人類誘導多能干細胞(hiPSC)系進行了mRNA及miRNA表達譜系分析以篩查可預測干細胞向神經(jīng)細胞分化的生物標記。分析結果表明過去用于區(qū)分小鼠胚胎干細胞及小鼠外胚層干細胞(EPI-SCs)的多個生物標記基因均與干細胞向神經(jīng)細胞分化行為相關,。此外,,研究人員還發(fā)現(xiàn)一種叫做miR-371-3的miRNA的表達與人類干細胞向神經(jīng)細胞分化潛能呈負相關。定量分析miR-371-3的表達可準確預測未分化多能干細胞的差異性神經(jīng)性分化傾向,。當研究人員將KLF4基因轉(zhuǎn)導至這些細胞中提高miR-371-3表達時,,KLF4轉(zhuǎn)導細胞顯示神經(jīng)行為及多能標記物表達改變。在KLF4轉(zhuǎn)導細胞中抑制miR-371-3表達則可恢復其神經(jīng)性分化傾向,。研究結果表明miR-371-3有可能在人類多能干細胞神經(jīng)性分化行為過程中發(fā)揮了關鍵性的作用,,并為預測及控制多能干細胞神經(jīng)分化命運提供了一個有潛力的作用因子。
揭示胚胎干細胞分化形成終末組織類型的詳細機制是許多干細胞生物學家的研究目標,。近來科學家們在干細胞命運預測研究中取得一系列突破性成果,。不久前來自美國賓夕法尼亞大學醫(yī)學院的研究人員在祖細胞研究中發(fā)現(xiàn)了一種基于組蛋白預測細胞命運的方法。研究小組證實胚胎細胞中的組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶P300和組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶Ezh2通過影響組蛋白修飾在確定細胞向肝臟或胰腺命運轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要的調(diào)控作用,。從而為開發(fā)出推動胚胎干細胞生成治療及研究所需肝臟或胰腺β細胞提供了有潛力的新方法,。這一研究成果在線發(fā)表在國際著名期刊《科學》(Science)上。(生物谷Bioon.com)
生物谷推薦原文出處:
Cell stem cell DOI: 10.1016/j.stem.2011.04.002
miR-371-3 Expression Predicts Neural Differentiation Propensity in Human Pluripotent Stem Cells.
Kim Hyesoo H,Lee Gabsang G,Ganat Yosif Y,Papapetrou Eirini P EP,Lipchina Inna I,Socci Nicholas D ND,Sadelain Michel M,Studer Lorenz L
The use of pluripotent stem cells in regenerative medicine and disease modeling is complicated by the variation in differentiation properties between lines. In this study, we characterized 13 human embryonic stem cell (hESC) and 26 human induced pluripotent stem cell (hiPSC) lines to identify markers that predict neural differentiation behavior. At a general level, markers previously known to distinguish mouse ESCs from epiblast stem cells (EPI-SCs) correlated with neural differentiation behavior. More specifically, quantitative analysis of miR-371-3 expression prospectively identified hESC and hiPSC lines with differential neurogenic differentiation propensity and in vivo dopamine neuron engraftment potential. Transient KLF4 transduction increased miR-371-3 expression and altered neurogenic behavior and pluripotency marker expression. Conversely, suppression of miR-371-3 expression in KLF4-transduced cells rescued neural differentiation propensity. miR-371-3 expression level therefore appears to have both a predictive and a functional role in determining human pluripotent stem cell neurogenic differentiation behavior.