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内蒙古大学包斯琴教授研发组发现白细胞抑制因子 (LIF) 维持胚胎干细胞多能性的独特效应2021-03-01    文字:


北京时间2021年2月25日, 《Stem Cell Reports》在线发表了内蒙古大学包斯琴教授研发组关于干细胞研究的新成果。该研究发现,只添加 JAK/STAT3 信号通路的调控因子 LIF(Leukemia Inhibitory Factor)的化学成分明确培养基,可以维持小鼠胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells, ESCs)多能性,并揭示在此过程 DNA 甲基转移酶(DNMTs)对ESCs多能性的调控机制(见下图论文信息)。

前期研究普遍认为小鼠 ESCs 体外培养液—2i/LIF主要通过对 WNT、FGF/ERK和 JAK/STAT3 信号通路的调控来维持 ESCs 多能性。然而,在这三种不同的信号通路中哪种信号通路对 ESCs 多能性维持起决定性作用,其精确的调控机制仍不清楚。

本研究单独添加 LIF 的培养条件下培养 2i/L-ESCs,获得 LIF 依赖的小鼠胚胎干细胞系 L-ESCs。转录组测序分析结果显示,L-ESCs 的基因表达水平接近 2i/L-ESCs,并具有较高的 DNA 甲基化特征,可定位处于 naïve 和 primed 的中间状态。更重要的是,我们发现 DNA 甲基转移酶(DNMTs)在 L-ESCs 的适应和自我更新过程中起着重要的作用。结果显示上调 DNA 甲基化可提高 L-ESCs 的适应效率,而 Dnmt3a Dnmt3l 敲除的 ESCs 向 L-ESCs 适应效率显著减低。在发育能力测试中,我们发现 L-ESCs 可成功贡献到胎儿,获得的嵌合体小鼠具有生殖嵴转移能力。

LIF 因子在干细胞培养体系中独特作用与新培育体系的确立,对今后研究 ESCs多能性维持的分子机制和人类干细胞临床应用提供了理论依据与技术支撑。

 

该研究以内蒙古大学生命科学院、省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室包斯琴教授和李喜和教授为共同通讯作者,吴宝江副研究员、李云霞博士、李伯江博士和硕士研究生张宝静为论文共同第一作者。本研究与北京未来基因诊断高精尖创新中心研究员,北京大学356体育官方网站 BIOPIC 中心汤富酬教授合作研究。项目实施得到内蒙古大学高层次人才科研启动经费、内蒙古自治区科技重大专项、国家自然科学基金支持。

原文链接:https://www.cell.com/stem-cell-reports/fulltext/S2213-6711(21)00047-3

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