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《在小鼠体细胞中利用谱系特化因子诱导多能性》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、SUMMARY诱导多能性的重编程因子主要是从促胚胎干细胞（ESC）生长的，与多能性有关的各种因子中识别出来的。在本文中，我们要报导的是，在小鼠体细胞重编程期间，谱系特化因子可以诱导其出现多能性，这类因子可以竞争性抑制从ESC中识别出的那一类提取物，这类因子中的大多数在ESC中含量并不高。我们发现在中内胚层（ME）特化过程和外胚层（ECT）特化过程中起作用的谱系特化因子可以分别代替多能性的核心调控物质OCT4和SOX2。OCT4及其替代物可以让已经高表达的一组ECT基因的表达程度衰减下来，SOX2及其替代物则可以减少重编程期间ME基因组的表达程度。令人惊奇的是，在OCT4和SOX2都不存在时，
2、两种作用相反的谱系特化因子却可以协同诱导多能性。我们的研究提示可能存在一种“翘翘板模型”，在这个模型中，按固有模式应用多能性因子和/或其拮抗性谱系特化因子所形成的一种平衡，可以促进对细胞重编程的诱导。INTRODUCTION弄清楚在编程和重编程过程中细胞身份识别的机制是现代生物学的一个主要目标。过去数年中，人们一般认为多能性相关因子及其竞争物质谱系特化因子分别决定着多能性细胞和分化细胞的身份识别（JaenischandYoung,2008;Young,2011）。与之相应，诱导多能性的重编程因子主要是从促胚胎干细胞（ESC）生长的，与多能性有关的各种因子，或者母系因子，像Oct4，Sox2，
3、Klf4，c-Myc，Nanog，PRDM14，Sall4，Esrrb，Utf1，Tet2，以及Glis1，中识别出来的（Aoietal.,2008;Buganimetal.,2012;Chiaetal.,2010;Doegeetal.,2012;Maekawaetal.,2011;Maheralietal.,2008;TakahashiandYamanaka,2006;Yuetal.,2007）。同样地，人们也成功地用一些谱系特化因子，像Gata4和Hnf4a，实现了细胞从一种分化类型直接重编程成为另一种分化类型（VierbuchenandWernig,2011）。因此，那种“将细胞从A类
4、型直接转变为B类型，应当通过一套B类型细胞中主要的调控因子来实现”的观点曾是主流方法（GrafandEnver,2009;Joplingetal.,2011）。但是，这种办法是不是改变细胞命运的唯一方法尚不清楚。最近的一些研究数据表明，最关键的重编程因子，即能抑制ESC中分化相关基因表达的Oct4（Kimetal.,2008;Pardoetal.,2010），也足以将体细胞直接重编程为受诱导的多能干细胞（iPSCs）（Lietal.,2011;Zhuetal.,2010）。因此，找到Oct4的替代物以便弄清楚它的生理学作用，并深化对重编程机制的理解就显得非常重要，重编程的机制还有很多未知的地
5、方。人们已经发现了一种Oct4的替代物，促ESC生长因子Nr5a2（Hengetal.,2010）。但Oct4的生理学机制仍不清楚，这是因为Nr5a2直接调控Oct4，并与其上游的启动子区域结合（Guetal.,2005；GuoandSmith,2010）。因此，在包括但不限于ESC相关类因子的各种因子中广泛筛选新的Oct4替代物，可能会给人们理解重编程和多能性的分子机制带来新的曙光，从而促进更安全和更有效的重编程方法的出现。本文中，我们发现8种谱系特化因子可以作为OCT4的替代物，其中包括GATA3，GATA6，以及SOX7，这些因子涉及到中内胚层（ME）的谱系特化过程。OCT4及其替代物
6、可以让已经高表达的一组ECT基因，比如ECT谱系特化因子Dlx3，的表达程度衰减下来，SOX2和KLF4，以及c-MYC（SKM）则可联合启动ECT谱系特化因子的生成。缺乏OCT4或SOX2时，去除Dlx3可以增强细胞的重编程，在前一种情况下增强效果更大。另外，SOX2可以被在ECT谱系特化过程中起作用的ECT谱系特化因子，比如GMNN，所取代。令人惊奇的是，在OCT4和SOX2都不存在时，两种作用相反的谱系特化因子却可以协同诱导多能性。我们的研究提示可能存在一种“翘翘板模型”，在这个模型中，按固有模式应用多能性因子和/或其拮抗性谱系特化因子所形成的一种平衡，可以促进对细胞重编程的诱导。关于
7、编程和重编程期间细胞身份识别机制这一基础性问题，翘翘板模型可以为其打开一种突破口。RESULT在小鼠体细胞中用GATA3诱导多能性本研究中，我们对含10080个人类基因的原始质粒库（initialplasmidlibrary）进行了筛查，以了解它们替代OCT4的能力，我们将其与表达SKM的病毒载体一起导入到小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）以进行重编程，MEFs含有一种绿色的荧光蛋白（GFP）指示剂，这种指示剂能
