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Cell Res:浙大大学郭国骥教授课题组发表干细胞多向转分化研究论文

摘要 : 2017年1月27日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Cell Research》杂志在线发表了浙江大学医学院干细胞与再生医学中心郭国骥教授课题组和哈佛大学医学院Stuart H Orkin实验室合作的题为“A molecular roadmap for induced multi-lineage transdifferentiation of fibroblasts by chemical combinations”的研究论文。

2017年1月27日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Cell Research》杂志在线发表了浙江大学医学院干细胞与再生医学中心郭国骥教授课题组和哈佛大学医学院Stuart H Orkin实验室合作的题为“A molecular roadmap for induced multi-lineage transdifferentiation of fibroblasts by chemical combinations”的研究论文。郭国骥教授课题组的韩晓平博士为论文第一作者和通讯作者,郭国骥教授和Stuart H Orkin教授为论文共同通讯作者。

研究发现,利用小分子组合能将小鼠成纤维细胞同时转分化为来自三个胚层的多种成体细胞。 免疫荧光染色、病理染色及电生理实验验证了转分化细胞的多样性和功能性。GFAP-GFP、AFP-GFP及OCT4-GFP报告基因细胞的相关实验揭示了小鼠成纤维转分化的动态过程。转录组、DNA甲基化以及组蛋白修饰等组学分析描绘了小分子组合诱导转分化过程的基因调控网络与染色质结构变化,鉴定了Sox2为这一过程的关键调控因子。最后,单细胞分析实验证实,小鼠成纤维细胞在处理第六天被激活成一种高异质性的混沌状态,进而在十多天后形成各种类型的成熟细胞。利用这一机制,郭国骥课题组与浙大医学院段树民实验室及哈佛医学院Orkin实验室展开合作,优化出了小鼠成纤维细胞分别向胶质细胞、肌样细胞和脂肪细胞定向转分化的高效诱导条件。

研究首次提出多向转分化的概念,并为再生医学的细胞来源问题提供了新的思路。

01-1484802435-53946

原文链接:

A molecular roadmap for induced multi-lineage trans-differentiation of fibroblasts by chemical combinations

原文摘要:

Recent advances have demonstrated the power of small molecules in promoting cellular reprogramming. Yet, the full potential of such chemicals in cell fate manipulation and the underlying mechanisms require further characterization. Through functional screening assays, we find that mouse embryonic fibroblast cells can be induced to trans-differentiate into a wide range of somatic lineages simultaneously by treatment with a combination of four chemicals. Genomic analysis of the process indicates activation of multi-lineage modules and relaxation of epigenetic silencing programs. In addition, we identify Sox2 as an important regulator within the induced network. Single cell analysis uncovers a novel priming state that enables transition from fibroblast cells to diverse somatic lineages. Finally, we demonstrate that modification of the culture system enables directional trans-differentiation towards myocytic, glial or adipocytic lineages. Our study describes a cell fate control system that may be harnessed for regenerative medicine.

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