上海生科院发现组蛋白去甲基化酶PHF8在调控胚胎干细胞 向中胚层及心肌细胞分化过程中的机制
12.04.2016 12:08
本文来源: 科学技术委员会
胚胎干细胞具有在体内外分化为三胚层及其衍生细胞的能力。因此，对体外胚胎干细胞分化机制的研究将有助于理解哺乳动物发育过程中的调控机制。例如类似于体内胚胎及胚泡形成的早期胚胎干细胞体外分化，其分化过程中伴随着细胞增殖能力的下降和凋亡的上升。此前杨黄恬研究团队和其它实验室便发现钙离子通道三磷酸肌醇受体IP3R3调控的钙离子释放和MAPK通路激活介导的凋亡参与调控了干细胞定向分化的进程，部分解释了凋亡对早期发育中细胞谱系命运决定的作用和调控方式。然而，相比于已被广泛揭示的受信号通路调控的凋亡机制，对表观遗传修饰尤其是组蛋白去甲基化酶（KDMs）在胚胎干细胞分化过程中凋亡的调控作用，及该调控在胚胎干细胞谱系分化中的意义了解非常有限。phf8（planthomeodomainfingerprotein8）是位于X染色体p11.22上的基因，属于组蛋白去甲基化酶JmjC（JumonjiC）家族。研究发现在P19细胞中敲减phf8会抑制其神经分化能力，而在斑马鱼中该基因的缺失导致神经分化异常。然而，对PHF8在胚胎干细胞分化过程中的作用及机制知之甚少。
博士研究生汤燕、洪雅贞等在研究员杨黄恬的指导下发现组蛋白去甲基化酶PHF8通过调控凋亡蛋白PMAIP1，从而影响胚胎干细胞向中胚层及心肌细胞的分化。在机制方面，胚胎干细胞向中胚层及心肌细胞分化过程中，PHF8结合到凋亡基因pmaip1的启动区上并移除其上的抑制性标记H3K9me2从而促进pmaip1的转录表达，上调中胚层和心血管前体细胞的凋亡，进而削弱胚胎干细胞向中胚层及随后的心肌细胞的分化，但并不影响早期外胚层和内胚层分化。研究结果揭示了PHF8在ESCs向中胚层及心肌细胞分化过程中的重要作用及其经由细胞凋亡来调控细胞分化的新机制。该研究发现不仅扩展了对KDMs在ESCs分化及凋亡中作用的认识，并进一步证实了分化与凋亡之间的直接关系。
该研究得到了国家重点基础研究发展计划（“973”计划）项目和中国科学院战略性先导专项的资助，并得到了上海生科院生物化学与细胞生物学研究所研究员陈德桂和健康所研究员郎靖瑜的帮助。 【来源】中科院网站
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12.04.2016 12:08