Proc. Natl. Acad. Sci. | 通过小分子直接利用内源转录因子进行多能性的化学诱导

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推荐一篇发表在PNAS上的文章"Harnessing endogenous transcription factors directly by small molecules for chemically induced pluripotency inception",文章的通讯作者是来自浙江大学生命科学学院的祝赛勇研究员,他们课题组的主要研究方向是干细胞定向分化、体细胞重编程和转分化等过程。

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细胞重编程一直是一个重要的科学问题,转录因子是细胞重编程的直接手段,但是外源性的转录因子递送进细胞存在一定的安全问题,所以使用小分子化合物可以更方便的操控细胞命运,并且有助于理解细胞命运转变的过程;但目前化学重编程仍然存在缓慢低效的问题,因此需要发现更多的化学小分子来实现高效快速的细胞重编程过程,并阐明细胞重编程的分子机制。

作者通过筛选Sall4+的数目对众多化学小分子进行筛选,从中筛选到了一个效果最好的小分子CD3254,是类视黄醇X受体(RXR)α的特异性激动剂,在0.5 μM的浓度下可以很好的促进小鼠细胞的重编程。并通过多能性的标志物、转录组水平和测序等方法证明了通过小分子CD3254成功实现了重编程过程。

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为了探明化学诱导重编程的分子机制,通过RNA-seq的方法获得了处理前后细胞的转录组,并对基因表达量进行了分析,发现了多个表达量发生明显变化的基因,并通过Go分析对上调和下调的基因功能分别进行了分析。同时,作者还证明了这些过程,包括基因表达的变化,都可以通过过表达RXR得到显著的提升。

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在显著上调的基因中,RNA外泌体基因变化明显,与RNA降解相关,作者通过CUT&Tag方法确定了RXR-CD3254就是RNA外泌体基因的上游调节因子。如果敲低RNA外泌体的相关基因,则很多和多能性相关的信号通路均被下调,这也证明了细胞重编程与RNA外泌体是息息相关的。

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最后,文章说明了RNA外泌体介导的转座元件的降解和炎症的减少可以促进化学重编程的过程。总之,文章通过筛选发现了小分子CD3254可以促进小鼠细胞的重编程,并通过一系列实验阐明了其相关的分子机制。

本文作者:ZYH
责任编辑:WFZ
原文链接:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2215155120
文章引用:DOI:10.1073/pnas.2215155120


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