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多能干細胞（Pluripotent stem cells, PSCs）因其在體外具有無限增殖和分化為不同類型細胞的潛能，在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中具有廣泛應(yīng)用前景，也成為目前臨床上最具潛能的成藥細胞。PSCs制備過程中的標(biāo)準化、規(guī)模化及細胞質(zhì)量穩(wěn)定性是其走向臨床應(yīng)用的先決條件.但人PSCs在體外擴增培養(yǎng)過程中,易出現(xiàn)遺傳和表觀遺傳的變異,嚴重阻礙了PSCs的臨床應(yīng)用(1)。因此,研究PSCs遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性維持機理，是尋找改善策略、突破應(yīng)用瓶頸的關(guān)鍵。
PSCs基因組的突變率遠低于分化細胞。鄭萍團隊和其他團隊的前期研究表明，PSCs利用不同于體細胞的特殊機制，有效調(diào)控基因組穩(wěn)定(2)。鄭萍組前期已鑒定了PSCs在DNA復(fù)制、DNA損傷修復(fù)中的一些特殊分子及作用機制(3-6)。近期鄭萍組鑒定了一個在小鼠胚胎干細胞（mouse Embryonic Stem cells, mESCs）中特異表達的全新長鏈非編碼RNA-LncRNA NONMMUT028956 (簡寫為Lnc956)。對該LncRNA的系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)它不僅參與復(fù)制壓力下mESCs復(fù)制小體穩(wěn)定的維持，而且還監(jiān)控mESCs基因組的質(zhì)量，從而確保mESCs基因組穩(wěn)態(tài)。
長非編碼RNA在多種生物學(xué)功能中起重要作用。由于技術(shù)手段的限制，目前還沒有發(fā)現(xiàn)復(fù)制叉上具有功能性長非編碼RNA的報道。研究團隊利用前期研發(fā)的一個新技術(shù)-分離新生DNA鏈上(即復(fù)制叉)RNA技術(shù)（isolate RNAs on nascent DNA ，iROND)首次鑒定了ESCs復(fù)制叉上特異的新的功能性LncRNA-Lnc956。對該LncRNA的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)復(fù)制壓力發(fā)生時，Lnc956能有效聚集到復(fù)制叉上，并大量招募Trim28和Hsp90b1聚集于復(fù)制叉形成復(fù)合體。Trim28能直接與DNA復(fù)制解旋酶復(fù)合體MCM2-7相互作用，直接拉近了Lnc956-Trim28-Hsp90b1復(fù)合體與MCM2-7復(fù)合體之間的物理距離，使得分子伴侶Hsp90b1通過其GTP水解活性作用于MCM7，阻礙MCM7進行K48和K63泛素化（MCM7泛素化會導(dǎo)致復(fù)制小體解離），從而使得復(fù)制小體能在一定程度復(fù)制壓力情況下得以穩(wěn)定，保持了基因組的完整性（圖1）。我們也發(fā)現(xiàn)Lnc956缺失會導(dǎo)致小鼠胚胎部分致死，致死原因主要是胚胎細胞大量擴增過程中，細胞出現(xiàn)明顯基因組不穩(wěn)定現(xiàn)象，并導(dǎo)致胞質(zhì)DNA水平顯著增加，引起較嚴重的炎癥反應(yīng)?？傊?，該研究結(jié)果首次發(fā)現(xiàn)了小鼠多能干細胞復(fù)制叉上特異性功能性長非編碼RNA-Lnc956，并揭示了Lnc956維持多能干細胞基因組穩(wěn)定和促進胚胎發(fā)育的分子機制。
標(biāo)簽： 多能干細胞
