iPSC形成過程中表觀遺傳調控網路的探索

《iPSC形成過程中表觀遺傳調控網路的探索》是依託復旦大學，由陸晨琪擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：iPSC形成過程中表觀遺傳調控網路的探索
• 依託單位：復旦大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陸晨琪

項目摘要

誘導多能幹細胞（iPSC）在再生醫學和人類疾病個性化治療中意義重大，然而iPSC形成機制的不明確特別是表觀遺傳調控缺乏系統闡釋，大大阻礙了其臨床安全套用。表觀遺傳因子通常是相互協作而非獨立行使功能，因此在網路層面系統研究iPSC形成的表觀遺傳調控機制極其重要。我們之前的研究發現模組結構是研究複雜網路的重要視窗，也是複雜網路維持穩定性和適應性的基礎。本項目將構建新算法從iPSC高通量數據中推測表觀遺傳因子的因果關係，結合生物信息學預測結果，最佳化現有構圖算法推導iPSC形成過程的表觀遺傳調控網路；通過網路模組結構分析，獲得對iPSC形成的關鍵調控模組以及控制該模組的關鍵表觀遺傳修飾和調控因子，並在此基礎上嘗試最佳化現有iPSC的誘導方案和質量差異的鑑定方法。本項目的完成，將加深對iPSC形成和細胞命運決定中表觀遺傳調控機制的認識，為高質量iPSC早日安全套用臨床提供幫助。

結題摘要

誘導多能幹細胞（iPSC）在再生醫學和人類疾病個性化治療中意義重大，然而iPSC形成機制的不明確特別是表觀遺傳調控缺乏系統闡釋，大大阻礙了其臨床安全套用。表觀遺傳因子通常是相互協作而非獨立行使功能，因此在網路層面系統研究iPSC形成的表觀遺傳調控機制極其重要。項目立項以來，建立了一套描述調控因子分布相似性的度量並獲得了iPSC形成過程中的關鍵表觀遺傳調控網路，揭示了多個非編碼RNA等表觀遺傳因素在iPSC形成和細胞命運決定中的重要功能和調控機制，同時為最佳化高質量iPSC誘導、幹細胞定向分化命運決定和質量差異提供了重要理論依據。項目實施取得了重要成果，圓滿完成了研究任務和目標，在國外重要雜誌發表標註本項目基金號的學術論文10篇，培養研究生7名。具體成果如下：（1）通過高通量數據獲取、細胞功能實驗以及轉錄組和表觀遺傳組學數據整合分析，構建了iPSC形成過程中的表觀遺傳調控網路，揭示了DNA甲基化與組蛋白修飾在iPSC形成中的表觀遺傳協同作用；（2）揭示了linc1614聯合轉錄因子精確調控iPSC形成中基因轉錄的重要機制；（3）發現了lincRNA-1405介導Eomes轉錄複合物在心肌分化中的重要功能與新機制；（4）揭示了lncRNA-1604通過miR-200/ZEB調控幹細胞多能性和分化的ceRNA機制。