欧洲研究人员破解胚胎干细胞维持多能性秘密（附原文）

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欧洲研究人员破解胚胎干细胞维持多能性秘密3 O7 B5 I& i9 A! y$ q( _( E$ u) Y
时间：2012-06-20 08:54:41 来源：生物无忧 作者：davidtower- V/ z" O( X0 v5 t. q7 g; [

* _( B% m! k5 Z    欧洲研究人员发现胚胎干细胞(embryonic stem cell, ESC)特性受培养它们的实验室条件的影响.7 t: ^6 V7 f; c0 [: w2 ]% Q

7 j" Q  q+ ]9 n. p, f8 z- h    在这项开创性的研究中,一个欧洲研究小组评估了在纯的未分化状态下培养的胚胎干细胞.研究人员利用下一代测序技术来分析胚胎干细胞基因表达谱(即转录组)和染色质修饰(即表观基因组).相关研究结果近日发表在《细胞》期刊上,论文标题为"The Transcriptional and Epigenomic Foundations of Ground State Pluripotency".这些研究结果准确地指出纯的干细胞和在实验室条件下培养的胚胎干细胞之间的关键性差别./ E! l9 m8 A4 ~) U/ M( C
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是什么允许胚胎干细胞维持多能性？在一段时间以来,研究人员一直研究这种秘密.如今,来自德国、荷兰和英国的一个研究小组给出关键性答案,从而给我们提供我们需要的信息来了解细胞如何受到控制和培养它们的最佳方法是什么.这些发现推翻之前的报道,因为以前的报道提示着胚胎干细胞是不稳定的,而且容易分化.因此,这项研究提供的这些信息可能有助于人们开发出新的和有效的治疗方法.
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    来自荷兰拉德伯德大学和奈梅亨分子生命科学中心(Nijmegen Centre for Molecular Life Sciences, NCMLS)、英国剑桥大学、干细胞研究所和威康信托干细胞研究中心(Wellcome Trust Centre for Stem Cell Research)和德国德累斯顿工业大学(Technische Universität Dresden)的研究人员证实转录组分析允许科学家们鉴定细胞内哪些基因开启或关闭.利用这种方法,他们还计算基因的活性水平.与此同时,表观基因组分析让研究人员对基因如何受到控制产生深入认识.这项研究还破解胚胎干细胞如何维持它们多能性的秘密.所谓多能性,就是指干细胞能够分化为多种类型的细胞.- D6 {/ P6 A5 C( W$ K% G$ q

. c1 P5 `: L  G" ^    通过这项研究,研究人员获得关键性的参考信息,以便他们将来构建一种新类型的相当于小鼠胚胎干细胞的人多能性干细胞.根据研究小组的说法,这些实验数据代表着多能性的基态(ground state)." s1 b# O" Y2 e; o5 L: n
    欧洲系统性干细胞生物学协会(European consortium for systematic stem cell biology, EUROSYSTEM)联络员Austin Smith对这项研究的结果评论道,"这些研究发现表明我们仍然对干细胞了解不多.它们还表明从小鼠体内分离出来的纯的胚胎干细胞与当前获得的人干细胞之间存在的基本差别,这是因为当前获得的人干细胞相对而言比较不纯,而且存在更多的变异性."

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The Transcriptional and Epigenomic Foundations of Ground State Pluripotency
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10.1016/j.cell.2012.03.026
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Summary  ^. A0 w' T& {- {8 s) k! ~
Mouse embryonic stem (ES) cells grown in serum exhibit greater heterogeneity in morphology and expression of pluripotency factors than ES cells cultured in defined medium with inhibitors of two kinases (Mek and GSK3), a condition known as “2i” postulated to establish a naive ground state. We show that the transcriptome and epigenome profiles of serum- and 2i-grown ES cells are distinct. 2i-treated cells exhibit lower expression of lineage-affiliated genes, reduced prevalence at promoters of the repressive histone modification H3K27me3, and fewer bivalent domains, which are thought to mark genes poised for either up- or downregulation. Nonetheless, serum- and 2i-grown ES cells have similar differentiation potential. Precocious transcription of developmental genes in 2i is restrained by RNA polymerase II promoter-proximal pausing. These findings suggest that transcriptional potentiation and a permissive chromatin context characterize the ground state and that exit from it may not require a metastable intermediate or multilineage priming.; O2 p' H( a2 e
) S& e; t. a6 ~0 k0 N7 F2 [* M2 X) c
http://www.cell.com/retrieve/pii/S0092867412004096

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