Nature：细胞重编程的那些事

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Nature：细胞重编程的那些事
3 o8 K3 L7 z" y6 @. K( W' r/ Q& i2014-12-16 1 来源：ebiotrade 作者：koo
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6 V! A& I# x% t) J1 d1 W: W* |加拿大Lunenfeld-Tanenbaum研究所牵头的国际研究团队，日前以两篇Nature三篇Nature Communications的形式公布了细胞重编程研究Project Grandiose的最新成果。1 Z$ g. s) @, s  `/ j
第一篇Nature文章描述了体细胞重编程得到的一种新型小鼠多能干细胞，F-class细胞。F-class细胞不论是形态还是分子都与之前的iPSC大不相同，能够分化成为所有三种胚胎前体组织。在体外，F-class细胞比其他干细胞增殖得更快，而且具有低附着的特点。* _" `9 D3 w5 s. ^. k
“令我非常激动的是，这项研究带来了一个新的理念，细胞重编程能获得不同类型的多能干细胞，”加州大学的干细胞生物学家Paul Knoepfler评论道。  M, u0 `9 Y# U0 Q" G; c  v5 }
“这项研究告诉我们，不要随便假定现有多能干细胞代表了全部的多能状态。实际上多能性状态有很多，或者说细胞重编程可以达到新的多能状态，”Salk生物研究所的发育生物学家Juan Carlos Izpisua Belmonte说，他在本期Nature杂志上针对这一成果进行了点评。（详见：Nature：细胞多能性诱导指南）
( c" D. ~; O* m9 O1 _7 f第二篇Nature文章为人们提供了一个详细的路线图，揭示了体细胞重编程达到不同多能状态的途径，包括F-class状态。研究人员生成F-class细胞用的就是山中伸弥的那几个转录因子，只不过维持F-class细胞需要这些因子更高水平稳定表达。研究显示，F-class细胞的表观基因组、转录组和蛋白组都与iPS细胞大为不同。此外，F-class细胞基因组中的H3K27me3比体细胞少，但比胚胎干细胞（ESC）要多得多。* m5 t. t  }3 f- F
研究人员每隔几天就要取细胞样本对重编程进行分析，这是一个相当艰苦的工作。他们分别在三篇Nature Communications文章中，展现了成熟细胞转变为多能细胞时RNA、蛋白和表观遗传学修饰发生的改变。现在这些数据集可以在Stemformatics上获得。5 z% r- x" b7 V3 ^
F-class细胞是否天然存在于小鼠胚胎中，这一点目前还不得而知。领导这项研究的干细胞学家Andras Nagy认为，这些细胞可能只存在于体外，因为它们需要四个转基因高水平表达。但这并不影响它们的实用性，“只有对这些多能干细胞有足够深入的了解，我们才能最终获得有治疗价值的细胞，”Nagy说。
: E5 L0 _' B! x“在某些方面，F-class细胞是研究疾病和开发药物的理想干细胞，与iPS细胞相比它们在更简单的条件下生长得更快，”文章的共同作者Thomas Preiss说。“分子水平如此大相径庭的细胞同样具有多能性，这很出人意料。”
5 ?( b' m3 K$ J* f下一步研究团队计划生成人类F-class细胞，并进一步分析F-class细胞的分化潜力。“这些数据能帮助我们理解重编程到底是什么，”Knoepfler说。2 Z+ t2 V( s: i( L( k1 [6 t9 \
原文检索：
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Jennifer L. Clancy, Hardip R. Patel, Samer M. I. Hussein, Peter D. Tonge, Nicole Cloonan, Andrew J. Corso, Mira Li, Dong-Sung Lee, Jong-Yeon Shin, Justin J. L. Wong, Charles G. Bailey, Marco Benevento, Javier Munoz, Aaron Chuah, David Wood, John E. J. Rasko, Albert J. R. Heck, Sean M. Grimmond, Ian M. Rogers, Jeong-Sun Seo, Christine A. Wells, Mira C. Puri, Andras Nagy & Thomas Preiss. Small RNA changes en route to distinct cellular states of inducedpluripotency. Nature Communications, 10 December 2014; doi:10.1038/ncomms6522
. T- ~8 k& Z$ R: KSamer M. I. Hussein, Mira C. Puri, Peter D. Tonge, Marco Benevento, Andrew J. Corso, Jennifer L. Clancy, Rowland Mosbergen, Mira Li, Dong-Sung Lee, Nicole Cloonan, David L. A. Wood, Javier Munoz, Robert Middleton, Othmar Korn, Hardip R. Patel, Carl A. White, Jong-Yeon Shin, Maely E. Gauthier, Kim-Anh Lê Cao, Jong-Il Kim, Jessica C. Mar, Nika Shakiba, William Ritchie, John E. J. Rasko, Sean M. Grimmond, Peter W. Zandstra, Christine A. Wells, Thomas Preiss, Jeong-Sun Seo, Albert J. R. Heck, Ian M. Rogers & Andras Nagy. Genome-wide characterization of the routes to pluripotency. Nature, 10 December 2014; doi:10.1038/nature14046
  x. c# f5 E) o5 D) iDong-Sung Lee, Jong-Yeon Shin, Peter D. Tonge, Mira C. Puri, Seungbok Lee, Hansoo Park, Won-Chul Lee, Samer M. I. Hussein, Thomas Bleazard, Ji-Young Yun, Jihye Kim, Mira Li, Nicole Cloonan, David Wood, Jennifer L. Clancy, Rowland Mosbergen, Jae-Hyuk Yi, Kap-Seok Yang, Hyungtae Kim, Hwanseok Rhee, Christine A. Wells, Thomas Preiss, Sean M. Grimmond, Ian M. Rogers, Andras Nagy & Jeong-Sun Seo. An epigenomic roadmap to induced pluripotency reveals DNAmethylation as a reprogramming modulator. Nature Communications, 10 December 2014; doi:10.1038/ncomms6619
  Q0 {# s7 N8 v# H/ LPeter D. Tonge, Andrew J. Corso, Claudio Monetti, Samer M. I. Hussein, Mira C. Puri, Iacovos P. Michael, Mira Li, Dong-Sung Lee, Jessica C. Mar, Nicole Cloonan, David L. Wood, Maely E. Gauthier, Othmar Korn, Jennifer L. Clancy, Thomas Preiss, Sean M. Grimmond, Jong-Yeon Shin, Jeong-Sun Seo, Christine A. Wells, Ian M. Rogers & Andras Nagy. Divergent reprogramming routes lead to alternative stem-cell states. Nature, 10 December 2014; doi:10.1038/nature14047% |- v2 S: l: `