記者從中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院獲悉，該院潘光錦課題組研究發(fā)現(xiàn)PRC2復(fù)合物決定人胚胎干細(xì)胞是否能向整個外胚層譜系分化，并且在維持naive（幼稚態(tài)）和primed（始發(fā)態(tài)）兩種狀態(tài)的胚胎干細(xì)胞多能性中發(fā)揮不同的作用。相關(guān)研究近日在線發(fā)表在《自然?通訊》。

　　組蛋白H3第27位賴氨酸三甲基化（H3K27me3）是一類非常重要的組蛋白修飾，通過抑制基因表達(dá)，在X染色體失活，胚胎發(fā)育和疾病的發(fā)生方面都發(fā)揮至關(guān)重要作用。H3K27me3的形成是由多梳蛋白抑制復(fù)合物2（PRC2）介導(dǎo)的。PRC2的核心組分是EED、SUZ12、EZH1和EZH2，其中EZH1和EZH2是具有H3K27甲基轉(zhuǎn)移酶的功能。盡管PRC2和它修飾的H3K27me3已被證明在小鼠胚胎發(fā)育過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，但是它們在細(xì)胞命運轉(zhuǎn)變過程中具體作用機(jī)制、尤其是介導(dǎo)人胚胎干細(xì)胞多能性與分化過程中的具體作用還不清楚。

　　潘光錦課題組首先通過CRISPR/Cas9介導(dǎo)的編輯技術(shù)，在人胚胎干細(xì)胞中分別敲除PRC2的核心組分，發(fā)現(xiàn)敲除PRC2的不同組分，人胚胎干細(xì)胞的形態(tài)不一致。完全缺失PRC2（SUZ12或EED或EZH1/EZH2）將導(dǎo)致人胚胎干細(xì)胞退出多能性狀態(tài)，發(fā)生傾向于產(chǎn)生中內(nèi)胚層的逐漸自發(fā)分化；而缺失EZH1或EZH2的人胚胎干細(xì)胞保持未分化狀態(tài)，但是不能有效地產(chǎn)生神經(jīng)外胚層。這些結(jié)果說明PRC2維持人胚胎干細(xì)胞多能性是必需的，并且特化神經(jīng)外胚層的產(chǎn)生。

　　接著，該課題組通過構(gòu)建可誘導(dǎo)性敲除PRC2的人胚胎干細(xì)胞，確認(rèn)BMPs蛋白激活是PRC2缺失引起人胚胎干細(xì)胞自發(fā)分化的原因。課題組進(jìn)一步展示缺失PRC2的小鼠胚胎干細(xì)胞可以維持自我更新狀態(tài)，但是轉(zhuǎn)變成始發(fā)狀態(tài)的小鼠上胚層干細(xì)胞發(fā)生自發(fā)分化；將人胚胎干細(xì)胞轉(zhuǎn)變成幼稚態(tài)時，發(fā)現(xiàn)缺失PRC2可以維持其多能性狀態(tài)。

　　潘光錦表示，研究結(jié)果揭示PRC2在細(xì)胞命運決定過程中譜系特化和不同多能性狀態(tài)的特異性作用，對于人胚胎干細(xì)胞是否能向整個外胚層譜系分化起決定作用，并且在維持naive（幼稚態(tài)）和primed（始發(fā)態(tài)）兩種狀態(tài)的胚胎干細(xì)胞多能性發(fā)揮不同的作用。