發(fā)布時(shí)間:2015-09-28來(lái)源:黃博純 供稿:干細(xì)胞所 劉興國(guó)
9月21日,國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊Stem Cells在線發(fā)表了中科院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院劉興國(guó)研究組的最新研究成果“Srebp-1 interacts with c-Myc to enhance somatic cell reprogramming”。該研究發(fā)現(xiàn)固醇調(diào)控元件結(jié)合蛋白(Srebp-1)與Yamanaka因子中“雙刃劍”c-Myc相互作用,一方面促進(jìn)外源因子結(jié)合,激活多能性基因表達(dá),從而促進(jìn)體細(xì)胞重編程;另一方面抑制pre-iPS細(xì)胞半成品的出現(xiàn),并且提高重編程效率,摒棄了c-Myc的致癌性。這一發(fā)現(xiàn)不僅探討了Srebp-1在重編程中的作用,增進(jìn)了人們對(duì)細(xì)胞命運(yùn)決定中代謝轉(zhuǎn)換的理解,而且實(shí)現(xiàn)了“雙刃劍”c-Myc“去莠存良”的代謝優(yōu)化。
2006年,日本科學(xué)家Yamanaka成功利用四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc將小鼠胚胎成纖維細(xì)胞誘導(dǎo)成了多能性干細(xì)胞(iPSC)。其中,原癌基因c-Myc是重編程體系中的雙刃劍。一方面,c-Myc能調(diào)控一系列生理過(guò)程包括細(xì)胞周期、細(xì)胞增殖、代謝轉(zhuǎn)換、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)以及多能性基因的表達(dá)等從而極大促進(jìn)體細(xì)胞重編程。在重編程過(guò)程中,它還能招募組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶以及促進(jìn)其它重編程因子對(duì)染色質(zhì)的結(jié)合。但是,另一方面,c-Myc同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致許多不完全重編程細(xì)胞的形成(pre-iPS細(xì)胞半成品),而且有極大的致癌風(fēng)險(xiǎn)。這為iPS細(xì)胞的應(yīng)用帶來(lái)了極大的低效障礙和安全風(fēng)險(xiǎn)。
Srebp-1是代謝的關(guān)鍵調(diào)控因子之一,它主要調(diào)節(jié)脂肪酸的合成和去飽和,維持細(xì)胞內(nèi)的脂穩(wěn)態(tài)。劉興國(guó)組研究發(fā)現(xiàn)Srebp-1可以增強(qiáng)c-Myc在重編程過(guò)程中的有利作用,抑制其不利的一面。一方面,Srebp-1和c-Myc直接相互作用, Srebp-1能促進(jìn)c-Myc對(duì)下游靶點(diǎn)如多能性基因的結(jié)合及調(diào)控,促進(jìn)其幫助其余重編程因子結(jié)合染色質(zhì)的功能,從而顯著提高重編程效率;同時(shí),c-Myc能通過(guò)Srebp-1來(lái)調(diào)控細(xì)胞代謝轉(zhuǎn)換,維持細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。另一方面,Srebp-1還能減少c-Myc介導(dǎo)的重編程中不完全重編程的發(fā)生,pre-iPS細(xì)胞半成品產(chǎn)生大大減少。Myc蛋白家族有三個(gè)成員:c-Myc, N-Myc 與L-Myc。 L-Myc致癌性很低并且比c-Myc更好地誘導(dǎo)出iPSC,極低致癌性的c-Myc突變體(W136E)也能成功介導(dǎo)重編程,而Srebp-1對(duì)所有Myc家族介導(dǎo)的重編程都起促進(jìn)作用,說(shuō)明Srebp-1對(duì)c-Myc功能的優(yōu)化不依賴(lài)于其致癌性。
在此研究基礎(chǔ)上,劉興國(guó)組建立的Sox2、Klf4、Oct4、L-Myc (c-Myc W136E)、Srebp-1的新型重編程因子組合高效安全、穩(wěn)定徹底、致癌性低。這一新型組合為iPS細(xì)胞的應(yīng)用掃除了多重障礙,具有極高的臨床應(yīng)用價(jià)值。
本研究獲得中科院、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省和廣州市的經(jīng)費(fèi)支持。
Srebp-1結(jié)合c-Myc促進(jìn)體細(xì)胞重編程模式圖
c-Myc的“雙刃劍”效應(yīng),Srebp-1能實(shí)現(xiàn)c-Myc“去莠存良”的代謝優(yōu)化
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