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上海生科院揭示TGF-β信号通路在重编程和多能干细胞维持中的作用

上海生科院揭示TGF-β信号通路在重编程和多能干细胞维持中的作用

  2014年12月29日,国际学术期刊The Journal of Biological Chemistry 在线发表了中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所景乃禾研究组的一项工作:Inhibition of TGF-β幸运飞艇 Signaling can Substitute for Oct4 in Reprogramming and Maintain Pluripotency。该论文发现抑制TGF-β信号通路能够在重编程过程中替代Oct4的功能,同时发现,在多能干细胞的干性维持中TGF-β信号也发挥了重要的作用。

  哺乳动物的胚胎发育是一个复杂并受到严谨调控的过程。小鼠胚胎干细胞(mouse embryonic stem cells, mESCs)和通过转入外源因子Oct4, Sox2, Klf4, c-Myc而得到的诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells, 幸运飞艇 iPSCs),为研究这一过程中多能干细胞的干性维持和分化提供了很好的体外研究模型。已有的研究表明,LIF/STAT3Wnt/β-cateninFGF/MEK/ERK等信号通路在多能干细胞的获得和维持中发挥了重要作用,但是对于TGF-β信号在其中的作用所知甚少。

  景乃禾研究组谈方志等发现,在小鼠胚胎成纤维细胞的重编程过程中,TGF-β信号通路特异性小分子抑制剂SB431542能够替代重编程的关键因子Oct4。机制研究发现,SB431542能够促进重编程细胞的间充质-上皮转化,同时上调了已报道能够替代Oct4基因的表达。而在多能干细胞的干性维持中,SB431542通过抑制FGF/MEK/ERK信号,起到维持多能性的作用。这些结果揭示了TGF-β信号通路在多能干细胞产生和维持中的新功能。

  该工作得到了国家科技部、国家基金委、中国科学院以及上海市科委经费的支持。

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A-B. SB431542能够替代重编的关键因子Oct4; C. SB431542能够很好地维持多能干细胞。