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诱导多功能干细胞保留“表观遗传记忆”

2011/12/06 来源:科学网
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导读
已有研究表明小鼠诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)保留着它们起源的细胞类型的表观遗传“记忆”。

已有研究表明小鼠诱导性多功能干细胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)保留着它们起源的细胞类型的表观遗传“记忆”。Kitai Kim等研究人员近日在人类细胞中研究了这个问题,并且把重编程过程中DNA甲基化的不完全擦除和异常的重新甲基化(de novo methylation)记录下来。该研究结果于2011年11月27日在线发表在《自然—生物技术》杂志上。

研究人员实际上比较了脐带血细胞来源和和新生儿角质形成细胞(keratinocyte)来源的诱导性多功能干细胞。作为不充分的组织特异性甲基化擦除和异常的重新甲基化,脐带血细胞来源的诱导性多功能干细胞和角质形成细胞来源的诱导性多功能干细胞,在全基因组范围的DNA甲基化谱和分化潜能上是有差别的。即便是对一些诱导性多功能干细胞克隆系的进一步传代培养并不能使得它们的表观遗传特征更加类似于胚胎干细胞,这就暗示着一些人诱导性多功能干细胞保留着它们来源组织残留性的“表观遗传记忆”。

而早期Douglas H Phanstiel等研究人员于2011年9月11日在《自然—方法学》杂志上在线发表了关于人胚胎干细胞和诱导性多功能干细胞的蛋白质组和磷酸蛋白质组方面的研究论文,他们利用高质量精度的质谱分析法和8-plex iTRAQ技术,发现人胚胎干细胞和诱导性多功能干细胞的蛋白质组和磷酸蛋白质组虽然大体相似,但也存在微妙差异,从而表明重编程为人诱导性多功能干细胞的成体细胞来源对它们的基因、蛋白质及其翻译后修饰存在残留调控。

综上结果表明:人胚胎干细胞与诱导性多功能干细胞在蛋白质组和磷酸蛋白质组上存在差别,同时不同体细胞来源的人诱导性多功能干细胞在表观基因组上也存在差别,无论是哪种差别,主要还是在于成体细胞来自的特定组织。

 

Donor cell type can influence the epigenome and differentiation potential of human induced pluripotent stem cells

Kitai Kim,  Rui Zhao,  Akiko Doi,  Kitwa Ng,  Juli Unternaehrer,  Patrick Cahan,  Huo Hongguang,  Yuin-Han Loh,  Martin J Aryee,  M William Lensch,  Hu Li,  James J Collins,  Andrew P Feinberg  & George Q Daley

We compared bona fide human induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from umbilical cord blood (CB) cells and neonatal keratinocytes (K). As a consequence of both incomplete erasure of tissue-specific methylation and aberrant de novo methylation, CB-iPSCs and K-iPSCs were distinct in genome-wide DNA methylation profiles and differentiation potential. Extended passage of some iPSC clones in culture did not improve their epigenetic resemblance to embryonic stem cells, implying that some human iPSCs retain a residual 'epigenetic memory' of their tissue of origin.

文献链接:http://www.nature.com/nbt/journal/vaop/ncurrent/full/nbt.2052.html#/affil-auth

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