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Sci Rep:中科院广州生物院潘光锦研究组揭示TGF-β调控尿液细胞重编程命运模式

摘要 : 2016年3月3日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Scientific Reports》杂志上在线发表中国科学院广州生物医药与健康研究院潘光锦课题组研究成果。

 2016年3月3日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Scientific Reports》杂志上在线发表中国科学院广州生物医药与健康研究院潘光锦课题组研究成果TGFβ signaling regulates the choice between pluripotent and neural fates during reprogramming of human urine derived cells。该研究通过在重编程过程中添加或者去除外源性TGFβ信号,成功改变了尿液细胞向诱导多能干细胞或者神经前体细胞的命运选择,并部分解释了发生这一现象的分子机制。研究组博士研究生王立辉和李溪芮为论文共同第一作者,潘光锦博士为论文通讯作者。

细胞替代治疗在再生医学中占有重要地位,而重编程及转分化途径为细胞治疗提供了极好的细胞来源。然而,该过程中细胞命运调控的分子机制并不清晰。

该研究基于潘光锦课题组已有的高效诱导尿液来源细胞重编程为神经前体细胞的实验平台,研究了该过程中尿液来源细胞重编程为诱导多能干细胞(iPSC)或者神经前体细胞(NPC)的命运决定机制。该研究从四种小分子抑制剂中筛选出对重编程过程最重要的因子A8301(TGF-β通路抑制剂),同时将诱导体系简化。发现TGF-β在重编程早期(0-6d)可以诱导EMT相关基因SNAIL表达,进而诱导EMT,阻碍重编程,即抑制TGF-β通路可以提高重编程效率。而在重编程后期(6-18d),TGF-β可以诱导SMAD2表达,进而维持OCT4,NANOG基因的活化,促进细胞完全重编程为iPSC,若后期缺乏外源性TGF-β刺激,克隆无法维持内源性OCT4,NANOG基因的持续激活,因此,在内部高水平SOX2基因作用下,克隆将转分化为神经前体细胞。

该研究为高效获得NPC或者iPSC提供了新的思路,同时揭示了尿液来源细胞重编程过程中细胞命运转变的部分机理,为尿液来源细胞诱导NPC或iPSC的临床应用提供了一定的理论依据,加深了对重编程过程及细胞命运决定的认识。

图:TGF-β信号通路在尿液细胞转分化及重编程过程中的调控

原文链接:

TGFβ signaling regulates the choice between pluripotent and neural fates during reprogramming of human urine derived cells

原文摘要:

Human urine cells (HUCs) can be reprogrammed into neural progenitor cells (NPCs) or induced pluripotent stem cells (iPSCs) with defined factors and a small molecule cocktail, but the underlying fate choice remains unresolved. Here, through sequential removal of individual compound from small molecule cocktail, we showed that A8301, a TGFβ signaling inhibitor, is sufficient to switch the cell fate from iPSCs into NPCs in OSKM-mediated HUCs reprogramming. However, TGFβ exposure at early stage inhibits HUCs reprogramming by promoting EMT. base on these data, we developed an optimized approach for generation of NPCs or iPSCs from HUCs with significantly improved efficiency by regulating TGFβ activity at different reprogramming stages. This approach provides a simplified and improved way for HUCs reprogramming, thus would be valuable for banking human iPSCs or NPCs from people with different genetic background.

来源: Scientific Reports 浏览次数:0

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