丁秋蓉與邵振研究組合作發現人多能干細胞肝向分化的關鍵調控因子

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時間:2018-06-01  來源:文本大小:【 |  | 】  【打印

   531日,國際學術期刊Stem Cell Reports在線發表了中國科學院上海營養與健康研究院丁秋蓉與邵振研究組的合作研究成果“Genetic and chemical screenings identify HDAC3 as a key regulator in hepatic differentiation of human pluripotent stem cells”。該研究通過大規模遺傳篩選和化合物篩選鑒定出包括組蛋白去乙酰化酶HDAC3等在內的人多能干細胞(human pluripotent stem cells, hPSCs)體外肝向分化關鍵調控因子。

  人多能干細胞體外定向分化來源的肝臟樣細胞(hepatocyte like cells, HLCs)是肝臟疾病模擬、毒理檢測以及肝臟移植供體的潛在重要細胞來源。但目前得到的HLCs普遍存在成熟度不夠、純度不夠的問題,限制了其在基礎科學和轉化醫學方面的應用。

  為進一步優化體外定向分化體系,促進肝臟細胞的成熟和均一化,博士研究生李爽等人在肝臟成熟標志物白蛋白(ALB)終止密碼子前定點敲入綠色熒光蛋白(Venus)表達框,建立了成熟肝臟譜系標記的人多能干細胞報告株。并在此基礎上,運用CRISPR全基因組敲除慢病毒文庫,進行了大規模遺傳篩選,鑒定出ATG7,RPS6KA2, HDAC3等若干基因參與調節人多能干細胞體外肝向分化。同時根據篩選出的調節基因及其相關功能提示,進一步進行了有針對性的化合物文庫篩選,發現一個組蛋白去乙酰化酶小分子抑制劑CI-994能顯著促進HLCs的定向分化;并發現該小分子同樣能抑制原代肝臟細胞體外培養過程中肝臟屬性的快速丟失。全基因組敲除慢病毒文庫篩選和小分子化合物庫篩選都證實了組蛋白去乙酰化酶HDAC3是肝臟分化的重要調控因子,進一步的研究發現HDAC3可以與肝臟譜系關鍵轉錄因子HNF4等結合共同調節肝臟細胞分化過程。

  本研究綜合運用報告基因細胞株、大規模遺傳篩選以及化合物篩選,建立了一個高效的體外細胞實驗體系,用于研究人多能干細胞的肝臟細胞體外定向分化過程,也為研究和優化hPSCs向其他類型的細胞分化提供了一種普適而有效的方法。

  本研究由博士研究生李爽、研究助理李木山等在丁秋蓉研究員、邵振研究員和趙永旭博士的指導下完成,也得到了中科院上海營養與健康研究院(暫名)應浩、方靖和王慧研究員,美國賓夕法尼亞大學Kiran Musunuru教授,東莞理工大學馬丹軍教授的幫助。同時,本研究得到了國家重點研發計劃、中科院干細胞先導、國家自然科學基金委等項目的共同資助以及上海營養與健康院公共技術平臺的支持。(科技發展處)

  論文鏈接:https://www.cell.com/stem-cell-reports/fulltext/S2213-6711(18)30218-2

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