《HDAC對iPS過程中關鍵乾性基因正反饋環路重建的調節及機制》是依託同濟大學，由朱頌成擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：HDAC對iPS過程中關鍵乾性基因正反饋環路重建的調節及機制
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：朱頌成
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
關鍵乾性基因Oct4/Sox2/Nanog正反饋環路為幹細胞乾性維持所必需,但是誘導多能幹細胞（iPS）中該正反饋環路重建及調節機制不清楚。我們發現Knockdwown特定組蛋白去乙醯化酶（HDAC）促進iPS產生;分化細胞中去除該HDAC能促進Oct4,Nanog表達;該HDAC調節Oct4和Nanog啟動子活性並和OCT4或SOX2形成複合體。這些結果提示該HDAC可能通過阻礙Oct4/Sox2/Nanog正反饋環路重建而抑制iPS。本計畫運用ChIP,IP,蛋白晶片和質譜,基因干擾等技術,在iPS等體系中研究該HDAC如何調節Oct4，Sox2和Nanog的表觀遺傳修飾和基因表達,研究它與OCT4,SOX2,NANOG如何相互作用及其相互作用對Oct4/Sox2/Nanog正反饋環路的調節。研究結果將揭示HDAC阻礙iPS形成及調節正反饋環路重建的機制,為改進iPS誘導方法提供依據。
結題摘要
關鍵乾性基因Oct4/Sox2/Nanog正反饋環路為幹細胞乾性維持所必需，但是誘導多能幹細胞（iPS）中該正反饋環路重建及調節機制不清楚。我們在項目申請時發現Knockdwown組蛋白去乙醯化酶2（Histone Deacetylase 2, HDAC2）促進iPS產生；HDAC2調節Oct4和Nanog啟動子活性並和OCT4或SOX2形成複合體。依據這些結果我們提出HDAC2可能通過阻礙Oct4/Sox2/Nanog正反饋環路重建而抑制iPS。我們的研究發現：（1） 實驗表明HDAC2敲降後獲得的成熟iPS細胞具有完全的全能性；（2）HDAC2在體細胞重編程的成熟期發揮了抑制作用從而抑制iPS形成效率；（3）在pre-iPS細胞中，HDAC2結合RbAp46並結合在iPS成熟相關基因的啟動子區，從而抑制pre-iPS成熟相關基因的表達; （4）HDAC2敲降後這些成熟相關基因的基因啟動子區組蛋白乙醯化升高，促進了RbAp46對DNA去甲基化酶TET1的招募，從而激活了這些成熟相關基因的表達，最終促進了pre-iPS細胞的成熟。我們的發現不僅證實了HDAC2-TET1開關在pre-iPS細胞成熟中的重要功能，同時闡明了一個新穎的調控基因表達的組蛋白乙醯化和DNA去甲基化之間相互作用的機制。論文發表於國際知名學術期刊Nucleic Acids Research.（An HDAC2-TET1 switch at distinct chromatin regions significantly promotes the maturation of pre-iPS to iPS cells，Nucleic Acids Res. 2015 Jun 23;43(11):5409-22）。 在項目的支持下，項目申請人還拓展了對組蛋白去乙醯化酶HDAC10, 組蛋白乙醯化酶GCN5以及BUB3在腫瘤中的研究，發現並發表以下成果: （1）組蛋白去乙醯化酶HDAC10抑制宮頸癌細胞轉移(J Biol Chem. 2013)；（2）GCN5通過與細胞周期關鍵轉錄因子E2F1相互作用促進肺癌細胞(J Biol Chem. 2013)；（3）染色體精確分配關鍵蛋白BUB3的細胞內定位機制(J Biol Chem. 2015)。
