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来自第二军医大学,同济大学,浙江大学的研究人员发现了一种长链非编码RNA(lincRNA)在胚胎干细胞和iPS自我更新调控环路中扮演了关键作用,并由此指出了一种调控胚胎干细胞维持和分化的反馈环路。这一研究成果公布在Developmental Cell杂志上。
文章的通讯作者是第二军医大学发育生物学研究所的刘厚奇教授,主要研究方向为运用分子生物学、细胞生物学和组织形态学等方法探讨人干细胞和肿瘤干细胞信号分子激活与细胞结构分子的相互关系以及细胞定向分化的机制。
iPSC具有和胚胎干细胞(ESC)类似的特征和功能,却极大程度避免了ESC研究和应用中面临的伦理和排斥等诸多障碍,因此这一新技术给基于干细胞的个性化治疗和再生医学带来了光明的前景。诺贝尔奖得主Yamanaka教授及后来的大量研究都表明Oct4、Sox2、Klf4和c-Myc(OSKM)等转录因子对iPSC的形成具有至关重要的作用,但是对于上述转录因子激发iPSC形成的机制尚不明确。
针对这种机制,不少科学家展开了系列研究,证明胚胎干细胞的转录和表观遗传网络是受到多层调控环路控制的,其中包括核心转录因子(TF),转录后修饰小RNA(miRNA),以及其他一些监控调节因子。但是对于这一调控环路中长链非编码RNA(large intergenic noncoding RNA,简称lincRNA)的作用,科学家们还并不清楚。
在这篇文章中,研究人员发现一个lincRNA:linc-RoR可能是连接miRNAs网络和核心转录因子,如OCT4,SOX2,和Nanog的一种关键竞争性内源RNA。
研究人员发现linc-RoR与miRNA应答元件具有相同核心转录因子,并且linc-RoR能防止自我更新人类胚胎中这些核心转录因子出现miNRA介导的抑制作用。因此研究人员指出,linc-RoR与核心转录因子和miRNA一道,形成了一个调控胚胎干细胞维持和分化的反馈环路。
这些研究结果将有助于进一步深入剖析发育过程中,遗传网络中组件的相互作用,也将有助于研发新型治疗方法。