长链非编码RNA调控干细胞多能性的研究进展

作者:刘平;魏子白 刊名:中华医学杂志 上传者:陈洁

【摘要】长链非编码RNA (lncRNAs),是一类转录本长度超过200核苷酸的RNA,它们本身并不编码蛋白质或很少编码蛋白质,这些lncRNA参与调控干细胞,维持其多能性及细胞的分化[1]. 干细胞是一类具有自我更新和多向分化潜能的细胞群体,进年来,干细胞在临床治疗领域中的广泛应用,促使人们对于细胞的生物学特性进行深入研究[2].多能干细胞(PSC)是一种特殊类型的干细胞,具有潜在分化为三胚层的特性,在哺乳动物中,这些多能干细胞来源于早期胚胎的外胚层,称其为胚胎干细胞(ESCs).诱导性多能干细胞(iPSCs)是通过基因转染技术(gene transfection)将某些转录因子导入动物或人体细胞,使体细胞直接重构成为胚胎干细胞(ESC)细胞样的多潜能细胞,iPS细胞不仅在细胞形态、生长特征、干细胞标志物表达等方面与胚胎干细胞(ESCs)相似,而且在DNA甲基化、基因表达谱、染色质状态,形成嵌合体动物等方面也与ES细胞几乎完全相同.干细胞在临床上的应用,需要具有多能特性标志物(Oct4,Sox2,Klf4,c-Myc)的相应表达.这些多能相关转录因子需要和其他调节因子如长链非编码RNA共同调节干细胞的基因表达来实现其生物学特性[3].

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1594 中华医学杂志 2014年 5月27 13第 94卷第20期 Natl Med J China,May 27,2014,Vo1.94,No.20 长链非编码 RNA调控干细胞多能性的研究进展 刘平 魏 子 白 长链非编码 RNA(1ncRNAs),是一类转录本长度超过 200核苷酸的RNA,它们本身并不编码蛋白质或很少编码蛋 白质,这些 lncRNA参与调控干细胞,维持其多能性及细胞 的分化 。 干细胞是一类具有 自我更新和多向分化潜能的细胞群 体 ,进年来 ,干细胞在临床治疗领域中的广泛应用 ,促使人们 对于细胞 的生 物学特性进行 深入研究 。多能干细胞 (PSC)是一种特殊类型的干细胞,具有潜在分化为三胚层的 特性,在哺乳动物中,这些多能干细胞来源于早期胚胎的外 胚层,称其为胚胎干细胞 (ESCs)。诱导性多能干细胞 (iPSCs)是通过基因转染技术 (gene transfection)将某些转录 因子导入动物或人体细胞,使体细胞直接重构成为胚胎干细 胞(ESC)细胞样的多潜能细胞,iPS细胞不仅在细胞形态、生 长特征、干细胞标志物表达等方面与胚胎干细胞 (ESCs)相 似,而且在 DNA甲基化、基因表达谱、染色质状态,形成嵌合 体动物等方面也与 Es细胞几乎完全相同。干细胞在临床上 的应用 ,需要具有多能特性标志物(Oct4,Sox2,Klf4,c—Myc) 的相应表达。这些多能相关转录因子需要和其他调节因子 如长链非编码 RNA共同调节干细胞的基因表达来实现其生 物学特性 。 1.1ncRNAs在调控干细胞 中扮演者重要 的角色。在调 控干细胞基因表达的复杂网络中,lncRNA扮演者重要角色, lncRNA被认为是生物进程包括干细胞多能性及分化等的关 键调节器 ,在多能性相关的实验中,通过全基 因组的鼠的胚 胎干细胞(mESC)转录测绘数据与染色质免疫共沉淀的基因 组数据描绘了 mESC关键的诱导多能标志物转录因子 Oct4 和 Nanog的位点图,Gutman等 在 mESC lncRNAs功能缺 失性研究中,shRNA成功靶向 137条 lncRNAs,鉴定出40条 维持多能干细胞状态的 lncRNAs,其中26条在诱导多能标 志物转录因子(Nanog,oct4)基因表达中起重要作用,敲除 30 条 lncRNA后诱导 mESCs向特异性谱系分化。由此推论部 分 lncRNAs在 mESCs向特异性谱 系分化过程中起抑制作 用。Chakraborty等 鉴定出3条在 mESCs中维持多能干细 胞特性的 lncRNAs,称为多潜能相关非编码转 录产物 1—3 (Panctl一3)敲除 Panctl后,多潜能标志物 Oct4,nanog mRNA 表达水平下调,同时,谱系标志物如 Gata6(内胚层),Fgf5(内 DOI:10.3760/cma.j.issn.0376—2491.2014 20.020 作者单位:046000山西省长治市,长治医学院附属和平医院 肿瘤科 通信作者:魏子白,Email:weizibai@sohu.coin . 综 述 . 胚层)表达增加。进一步证明Panctl在mESC维持多能状态 中所起的作用。Loewer等 研究认为,iPSCs中富含有基因 问长链非编码 RNA(1incRNA)ST8SIA3,命名为 lincRNA重 编程调节因子(1ine—ROR),通过抑制前凋亡途径如 P53途 径,DNA损

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