ZSCAN4促进诱导多能干细胞的产生2023-02-23 08:47:51
ZSCAN4不仅在mESCs和早期胚胎发育中具有重要的作用,而且也是产生iPSCs过程中不可或缺的一部分。与在植入前胚胎ZGA和mESCs中的表达模式相似,ZSCAN4仅在iPSCs重编程期间的早期阶段表达。多项研究表明,在重编程中过表达Zscan4会显著提高iPSCs的生成效率。一方面,Zscan4能够代替致癌重编程因子作为产生iPSCs的有效转录因子,与Krüppel样因子4,八聚体结合转录因子4和性别决定区Y盒2共表达时通过重新激活早期胚胎基因促进重编程进程。ZSCAN4蛋白家族成员ZSCAN4F能够依靠SCAN结构域招募Tet2,二者之间的相互作用促进了DNA去甲基化过程,从而调节编码糖酵解酶和蛋白酶体亚基的基因表达,进一步增强蛋白酶体功能并调节代谢,最终促进iPSCs的生成。另一方面,在Yamanaka因子诱导的早期重编程过程中,细胞会出现DNA损伤和基因组不稳定的情况,在重编程过程中过表达Zscan4能显著降低DNA损伤的程度,并通过延长端粒保持基因组稳定性,从而促进产生无遗传缺陷的高质量iPSCs。在重编程中加入一些小分子抑制剂同样可以达到维持iPSCs基因组稳定性的效果:转化生长因子β抑制剂SB431542在产生iPSCs的过程中,依靠显著提高Nanog、Zscan4和E-钙黏着蛋白基因的表达水平抑制DNA双链断裂,Rho相关蛋白激酶抑制剂噻唑啉酮,依靠显著提高E-钙黏着蛋白基因的表达水平抑制DSBs,而甲乙酮抑制剂PD0325901,则是通过显著提高Zscan4基因的表达来抑制DSBs,同时这3种小分子抑制剂均可以在iPSCs长期培养中通过修复DSBs来维持细胞的正常核型。此外,过表达Zscan4促进了Oct4阳性克隆的形成,但ZSCAN4调节Oct4基因的机制尚未有研究报道。
出自《ZSCAN4在早期胚胎及多能干细胞中的作用及调节机制》作者袁文,李雪玲。
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