Cell子刊:组蛋白TH2A和TH2B高效地诱导iPS细胞产生

                       by naturalkillerce编译

      干细胞研究的一个主要挑战在于将已分化的细胞重编程到一个全能性(totipotent)的状态。在一项新的研究中，来自日本理化研究所的研究人员鉴定出一对组蛋白显著性地增加诱导性多能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPS细胞)的产生，而且可能是产生诱导性全能干细胞的关键。相关研究结果发表在2014年2月6日那期Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“Histone Variants Enriched in Oocytes Enhance Reprogramming to Induced Pluripotent Stem Cells”。

      已分化的细胞经诱导后能够返回到一种类似于胚胎干细胞的多能性状态，诱导方法包括人工诱导表达四种被称作山中伸弥因子(Yamanaka factor)的基因，或者正如最近所证实的那样，让这些细胞遭受亚致死应激(sublethal stress)，如低pH。然而，利用已分化的细胞构建出能够产生一个完整有机体的全能性干细胞的努力都失败了。

      在当前这项研究中，Shunsuke Ishii博士寻求在哺乳动物卵母细胞中鉴定出诱导基因组完全重编程从而导致全能性胚胎干细胞产生的分子。这就是正常受精的内在机制，也是被称作体细胞核移植(Somatic-Cell Nuclear Transfer, SCNT)的克隆技术的内在机制。

      SCNT已成功地用来克隆出多种哺乳动物物种，但是这种技术存在严重限制，而且它在人细胞中的使用也因伦理原因一直充满争议。

      Ishii和他的研究团队着重关注两种被称作TH2A和TH2B的组蛋白变异体。已知，这两种变异体是睾丸中特有的，在那里，它们紧密地结合到DNA上，从而影响基因表达。

      这项研究证实当将这两种组蛋白TH2A/TH2B与4种山中伸弥因子一起导入小鼠成纤维细胞中进行重编程时，它们让iPS细胞产生效率大约增加了20倍并且让这种重编程过程的速度增加了两到三倍。再者，TH2A和TH2B可作为两种山中伸弥因子(Sox2和c-Myc)的替代物发挥功能。

      通过构建缺乏这两种组蛋白的基因敲除小鼠，Ishii和他的研究团队证实TH2A和TH2B成对发挥作用，在卵母细胞和受精卵中高度表达，也是受精后胚胎发育所需要的，不过它们的水平会随着胚胎生长而下降。

      这些研究结果表明TH2A/TH2B可能通过调节一组不同的基因(不包括山中伸弥因子)来诱导重编程过程，同时还表明这些基因参与利用SCNT技术观察到的卵母细胞重编程中的全能性细胞的产生。

      Ishii解释道，“我们认为TH2A和TH2B一起改善重编程，这是因为它们引入一种通常在SCNT中和受精期间合子中发挥作用的过程，从而导致这种重编程更加类似于SCNT中的卵细胞重编程。”