近日來自著名的美國(guó)紐約斯隆/凱德琳癌癥紀(jì)念研究中心（Memorial Sloan-Kettering Cancer Center，簡(jiǎn)稱MSKCC）的研究人員在新研究中發(fā)現(xiàn)了基于一種miRNA預(yù)測(cè)人類多能干細(xì)胞（(hPSCs)）向神經(jīng)細(xì)胞分化命運(yùn)的方法,。這一研究成果公布在國(guó)際著名期刊《細(xì)胞—干細(xì)胞》（Cell stem cell）雜志上,。
領(lǐng)導(dǎo)這一研究的是紐約斯隆/凱德琳癌癥紀(jì)念研究中心的Lorenz Studer博士，紐約斯隆/凱德琳癌癥紀(jì)念研究中心是國(guó)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(guó)最杰出癌癥醫(yī)院。
多能干細(xì)胞是當(dāng)前干細(xì)胞研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn),。它可以分化成體內(nèi)任意細(xì)胞，進(jìn)而形成身體的各種組織和器官,。因此,，多能干細(xì)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(xué)方面極具應(yīng)用價(jià)值,。盡管長(zhǎng)期以來科學(xué)家們一直致力于探索多種誘導(dǎo)干細(xì)胞特異性分化的實(shí)驗(yàn)方案,，然而這些方法在誘導(dǎo)生成特異性細(xì)胞類型的效率上仍存在較大的差異，且研究人員很難對(duì)干細(xì)胞的分化方向進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè),。
在這篇文章中,，研究人員對(duì)13種人類胚胎干細(xì)胞（hESC）系和26種人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(hiPSC)系進(jìn)行了mRNA及miRNA表達(dá)譜系分析以篩查可預(yù)測(cè)干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化的生物標(biāo)記。分析結(jié)果表明過去用于區(qū)分小鼠胚胎干細(xì)胞及小鼠外胚層干細(xì)胞（EPI-SCs）的多個(gè)生物標(biāo)記基因均與干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化行為相關(guān),。此外,，研究人員還發(fā)現(xiàn)一種叫做miR-371-3的miRNA的表達(dá)與人類干細(xì)胞向神經(jīng)細(xì)胞分化潛能呈負(fù)相關(guān)。定量分析miR-371-3的表達(dá)可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未分化多能干細(xì)胞的差異性神經(jīng)性分化傾向,。當(dāng)研究人員將KLF4基因轉(zhuǎn)導(dǎo)至這些細(xì)胞中提高miR-371-3表達(dá)時(shí),，KLF4轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞顯示神經(jīng)行為及多能標(biāo)記物表達(dá)改變。在KLF4轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞中抑制miR-371-3表達(dá)則可恢復(fù)其神經(jīng)性分化傾向,。研究結(jié)果表明miR-371-3有可能在人類多能干細(xì)胞神經(jīng)性分化行為過程中發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用,，并為預(yù)測(cè)及控制多能干細(xì)胞神經(jīng)分化命運(yùn)提供了一個(gè)有潛力的作用因子。
揭示胚胎干細(xì)胞分化形成終末組織類型的詳細(xì)機(jī)制是許多干細(xì)胞生物學(xué)家的研究目標(biāo),。近來科學(xué)家們?cè)诟杉?xì)胞命運(yùn)預(yù)測(cè)研究中取得一系列突破性成果,。不久前來自美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在祖細(xì)胞研究中發(fā)現(xiàn)了一種基于組蛋白預(yù)測(cè)細(xì)胞命運(yùn)的方法,。研究小組證實(shí)胚胎細(xì)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(xì)胞向肝臟或胰腺命運(yùn)轉(zhuǎn)化中發(fā)揮重要的調(diào)控作用。從而為開發(fā)出推動(dòng)胚胎干細(xì)胞生成治療及研究所需肝臟或胰腺β細(xì)胞提供了有潛力的新方法,。這一研究成果在線發(fā)表在國(guó)際著名期刊《科學(xué)》(Science)上,。（生物谷Bioon.com）
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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.
