近日，南開(kāi)大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室?guī)涱I(lǐng)教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)在小鼠胚胎干細(xì)胞中過(guò)表達(dá)關(guān)鍵基因Hmgn3，發(fā)現(xiàn)可成功激活干細(xì)胞的發(fā)育全能性，同時(shí)與其下游的Dux基因家族互作發(fā)揮作用。本研究為早期胚胎發(fā)育和再生醫(yī)學(xué)研究提供了全新的策略和模型。相關(guān)研究成果以“Hmgn3 is critical for inducing totipotency in mouse embryonic stem cells”為題，發(fā)表于中國(guó)科學(xué)院卓越科技期刊《科學(xué)通報(bào)》（Science Bulletin）。
小鼠胚胎干細(xì)胞（ESCs）因其無(wú)限增殖和多分化潛能等特性而成為發(fā)育生物學(xué)研究的理想工具。然而，這些干細(xì)胞卻無(wú)法分化至胚外的胎盤和卵黃囊等組織，因此亟需開(kāi)發(fā)發(fā)育潛能更高的全能性干細(xì)胞，以適應(yīng)快速發(fā)展的發(fā)育生物學(xué)研究。全能性指一個(gè)細(xì)胞能夠分化到一個(gè)胎兒的所有細(xì)胞類型，以及其胚外附屬物（包括胎盤和卵黃囊等）的最高發(fā)育潛能。近年來(lái)，研究人員通過(guò)優(yōu)化培養(yǎng)基可以在一定程度上獲得全能性樣干細(xì)胞，但其背后的精確調(diào)控機(jī)制目前尚不明確。
本項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)成功建立了Hmgn3過(guò)表達(dá)的胚胎干細(xì)胞系（Hmgn3-OE ESCs），該細(xì)胞系表現(xiàn)出超越野生型ESCs的細(xì)胞可塑性。利用嵌合體實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Hmgn3的過(guò)表達(dá)使該細(xì)胞在體內(nèi)可穩(wěn)定貢獻(xiàn)到胎兒、胎盤和卵黃囊，而敲除其下游關(guān)鍵基因Dux則會(huì)嚴(yán)重削弱這種能力。此外，Hmgn3-OE ESCs還能在體外高效自組織形成囊胚樣結(jié)構(gòu)（Blastoids），并呈現(xiàn)和野生型囊胚極其相似的細(xì)胞分子和發(fā)育屬性，進(jìn)一步證實(shí)了其全能性。這些結(jié)果證實(shí)了Hmgn3這一單個(gè)基因在激活干細(xì)胞全能性、構(gòu)建人工胚胎模型等方面的巨大潛力。本研究為干細(xì)胞分化潛能拓展和早期胚胎發(fā)育調(diào)控等研究提供了一個(gè)全新且高效的平臺(tái)。
圖：Hmgn3在激活干細(xì)胞全能性中扮演重要角色
該研究首次揭示了Hmgn3作為“全能性關(guān)鍵開(kāi)關(guān)”的核心作用，為理解哺乳動(dòng)物早期生命發(fā)育的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)提供了全新視角。帥領(lǐng)表示：“與復(fù)雜的化學(xué)誘導(dǎo)法相比，這種單基因誘導(dǎo)策略更加簡(jiǎn)潔、高效，所獲得的‘人工胚胎’模型將為藥物篩選、發(fā)育疾病等方向提供理想的體外研究平臺(tái)。”
南開(kāi)大學(xué)藥物化學(xué)生物學(xué)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授帥領(lǐng)、博士高倩、副教授張文豪，以及天津市第一中心醫(yī)院副院長(zhǎng)張雅敏為論文共同通訊作者。該成果受到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目的資助。
地點(diǎn)：武漢市武昌區(qū)武珞路558號(hào)綜合樓A棟1F-5F 電話：027-87899939 86653875
Copyright 版權(quán)所有 ? 華科同濟(jì)集團(tuán) www.lcqkgg.cn 華科同濟(jì)干細(xì)胞基因工程有限公司 鄂ICP備18027214號(hào)-2 鄂公網(wǎng)安備42018502004457號(hào)
