廣州生物院揭示TGF-β調(diào)控尿液細胞重編程命運決定的模式

　　近日，NPG系列期刊Scientific Reports 在線發(fā)表了中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院潘光錦課題組研究成果TGFβ signaling regulates the choice between pluripotent and neural fates during reprogramming of human urine derived cells。該研究通過在重編程過程中添加或者去除外源性TGFβ信號，成功改變了尿液細胞向誘導(dǎo)多能干細胞或者神經(jīng)前體細胞的命運選擇，并部分解釋了發(fā)生這一現(xiàn)象的分子機制。

　　細胞替代治療在再生醫(yī)學(xué)中占有重要地位，而重編程及轉(zhuǎn)分化途徑為細胞治療提供了極好的細胞來源。然而，該過程中細胞命運調(diào)控的分子機制并不清晰。

　　該研究基于潘光錦課題組已有的高效誘導(dǎo)尿液來源細胞重編程為神經(jīng)前體細胞的實驗平臺，研究了該過程中尿液來源細胞重編程為誘導(dǎo)多能干細胞（iPSC）或者神經(jīng)前體細胞（NPC）的命運決定機制。該研究從四種小分子抑制劑中篩選出對重編程過程最重要的因子A8301（TGF-β通路抑制劑），同時將誘導(dǎo)體系簡化。發(fā)現(xiàn)TGF-β在重編程早期（0-6d）可以誘導(dǎo)EMT相關(guān)基因SNAIL表達，進而誘導(dǎo)EMT，阻礙重編程，即抑制TGF-β通路可以提高重編程效率。而在重編程后期(6-18d)，TGF-β可以誘導(dǎo)SMAD2表達，進而維持OCT4,NANOG基因的活化，促進細胞完全重編程為iPSC，若后期缺乏外源性TGF-β刺激，克隆無法維持內(nèi)源性O(shè)CT4,NANOG基因的持續(xù)激活，因此，在內(nèi)部高水平SOX2基因作用下，克隆將轉(zhuǎn)分化為神經(jīng)前體細胞。

　　該研究為高效獲得NPC或者iPSC提供了新的思路，同時揭示了尿液來源細胞重編程過程中細胞命運轉(zhuǎn)變的部分機理，為尿液來源細胞誘導(dǎo)NPC或iPSC的臨床應(yīng)用提供了一定的理論依據(jù)，加深了對重編程過程及細胞命運決定的認識。

　　該研究受到國家重大科學(xué)研究計劃、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項、國家自然科學(xué)基金項目、廣東省科技計劃重大科技專項的經(jīng)費資助。

TGF-β信號通路在尿液細胞轉(zhuǎn)分化及重編程過程中的調(diào)控