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肿瘤抑制因子p53对细胞多能性的影响2022-09-14 08:33:29

随着研究的深入,SSCs潜在的多能性正在被逐渐认识,但SSCs重编程转化的机制仍不清晰。肿瘤抑制因子p53对细胞多能性的影响以及在能量代谢过程和多能性之间的串扰作用,为我们探究SSCs重编程机制提供了一个思路。

我们通过ATAC-seq分析野生型和p53缺失的SSCs染色质的开放区域,数据分析显示共有22个与能量代谢相关的基因染色质可及性增加。这些基因主要发挥正调控糖酵解和促进电子传递及ATP合成的作用,从而导致细胞在三羧酸循环活性不变的情况下,糖酵解活性增强,加强细胞能量的产生效率,以维持细胞对能量的需求。糖酵解活性增强对于快速增殖的肿瘤细胞和干细胞至关重要,即使在氧气充足的情况下,这些细胞类型同样倾向于糖酵解产能,该现象被称为有氧糖酵解,也称为Warburg效应。
 
葡萄糖的不完全氧化产生的中间体可以被分流到不同的途径以满足增殖细胞的高合成需求:通过磷酸二羟基丙酮和乙酰辅酶A合成脂类,通过葡萄糖-6-磷酸和磷酸戊糖途径合成核苷酸和NADPH。这些特点与我们观察到的SSCs转化后增殖速率大幅提高相吻合。优先利用糖酵解可以减少氧化磷酸化产生的活性氧,降低对细胞核和线粒体DNA的损伤以及对蛋白质和脂质的氧化,维持多能干细胞基因组的稳定。此外,KEGG分析显示包括丙酮酸、草酰乙酸和α酮酸代谢通路相关的基因染色质可及性增加,而有研究显示丙酮酸可以增强人ESCs的氧化磷酸化,同时抑制糖酵解,尽管对多能性标记物如Nanog、Pou5f1和Sox2的表达没有影响,但这种代谢转变通过激活AMPK/mTOR 通路支持人ESCs向中胚层分化。因此,包括丙酮酸在内的代谢活性增强有利于细胞代谢模式向糖酵解转变,以提高重编程能力。
 
出自《p53缺失引发精原干细胞多能状态转化过程中能量代谢的改变及调控机制》作者刘洪洋,魏蕊,李晓晓。