發(fā)布時間：2020-07-20來源：供稿：張蒙
添加MEK和GSK3抑制劑（PD0325901、CHIR99021）的無血清培養(yǎng)基條件（2i+Lif, 2iL）下的小鼠胚胎多能性干細胞比傳統(tǒng)血清條件(serum+Lif, SL)下的胚胎多能性干細胞更接近著床前胚胎的內(nèi)細胞團，因此2iL條件下的胚胎多能性干細胞又被稱為基態(tài)多能干細胞，具有更高的分化潛能，而SL條件下的胚胎多能性干細胞則被稱為亞穩(wěn)態(tài)多能干細胞。兩種條件下胚胎多能性干細胞盡管整體的多能性非常接近，但在多個層面存在顯著差異，包括存在外界干擾時，亞穩(wěn)態(tài)多能干細胞更易于受影響而失去多能性繼而分化，這可能是基態(tài)多能干細胞存在著轉(zhuǎn)錄調(diào)控和表觀遺傳學上的重塑造成了這種差異，但具體的機制尚不明確。
近日，中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院Miguel A. Esteban實驗室和以色列魏茨曼科學研究院Jacob H. Hanna實驗室及武漢大學陳亮實驗室的研究人員合作在Science Advances在線發(fā)表了文章‘β-Catenin safeguards the ground state of mouse pluripotency by strengthening the robustness of the transcriptional apparatus’。該研究發(fā)現(xiàn)在基態(tài)多能干細胞中，激活的β-catenin通過在多能性位點招募輔調(diào)控因子促進多能性基因的轉(zhuǎn)錄起始，減少了對BRD4/CDK9調(diào)控的暫停釋放的依賴，但是對抑制轉(zhuǎn)錄起始更敏感，從而解釋了基態(tài)多能干細胞在面臨外界擾動時更穩(wěn)定的原因。但與此同時，胚胎多能干細胞的細胞周期相關(guān)的基因仍然高度依賴暫停釋放機制進行轉(zhuǎn)錄，因此兩種條件下的胚胎多能干細胞的增殖均對抑制BRD4/CDK9敏感。
此外，BRD4是極具潛力的的抗腫瘤靶點，在近些年得到了廣泛關(guān)注和開發(fā)，但是越來越多的報導發(fā)現(xiàn)在BRD4抑制劑處理后，癌細胞出現(xiàn)了抗藥性。結(jié)合基態(tài)多能干細胞中的發(fā)現(xiàn)，研究人員針對癌癥抗藥性的研究做了探索。他們發(fā)現(xiàn)激活Wnt/β-catenin信號通路可以誘導白血病細胞系THP1對BRD4抑制劑的抗性，而獲得抗性的THP1細胞對轉(zhuǎn)錄起始的抑制劑更敏感，同時用轉(zhuǎn)錄起始的抑制劑和BRD4抑制劑處理能更有效的殺死有抗性的THP1細胞。這些結(jié)果提示，對于抗藥性腫瘤，同時抑制轉(zhuǎn)錄起始和暫停釋放或許是更佳的治療途徑。
該研究闡明了基態(tài)多能干細胞具有和亞穩(wěn)態(tài)多能干細胞不同的轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制，證明了基態(tài)多能干細胞能通過增強轉(zhuǎn)錄起始能夠促進Pol2暫停釋放的轉(zhuǎn)錄調(diào)控模型，且為未來抗藥性癌癥的治療提供了新思路。該課題的實施得到國家重點研發(fā)計劃干細胞專項、國家自然科學基金面上項目、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項、廣州再生醫(yī)學與健康廣東省實驗室等項目經(jīng)費的支持。
SL和2iL條件下胚胎多能干細胞的多能性基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控模型。
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