染色质重塑因子Snf5在肝干细胞谱系重编程中的作用及机制

The stem/progenitor cells and mature functional cells achieved by lineage reprogramming can be directly used in clinic. But the deficiency in quantity and quality of lineage reprogramming cells limit its application in the field of biology and medicine. In previous study, we found that the chromatin remodeling factor Snf5 could significantly improve the hepatic stem cells reprogramming efficiency. However, whether Snf5 can enhance the functions of induced hepatic stem cells by lineage reprogramming and its mechanism are needed to be further investigated. The elucidation of the mechanism of lineage reprogramming could promote the development and improvement of lineage reprogramming. Hence, this study intends to further investigate the effections and mechanism of Snf5 in the process of hepatic stem cell lineage reprogramming. The epigenetic change rules of chromatin structure, DNA methylation and histone modification in the process of hepaic stem cell reprogramming will be clarified. The Elucidation of the mechanism of lineage reprogramming will be conductive to establish a new strategy by epigenetic modification of chromatin to improve the efficiency of reprogramming and the enhancement of cell function in the hepatic stem cell lineage reprogramming.

谱系重编程获得的干/祖细胞或成熟细胞可直接应用于临床，但目前谱系重编程获得的细胞在数量上的不足以及在功能上的不完善限制了其在生物医药领域的广泛应用。我们在肝干细胞谱系重编程的研究中发现染色质重塑因子Snf5具有显著提高肝干细胞谱系重编程效率的作用，但Snf5能否增强谱系重编程获得的肝干细胞的功能及其发挥作用的机制仍需进一步的研究。由于对谱系重编程机制的阐明能够促进谱系重编程技术的完善和发展，因此，本研究拟通过对Snf5在肝干细胞谱系重编程过程中的作用及机制的研究，阐明肝干细胞谱系重编程过程中染色质结构变化、DNA甲基化及组蛋白修饰等表观遗传的变化规律，有助于形成基于染色质重塑等表观遗传修饰的方法促进肝干细胞谱系重编程的效率及增强细胞功能的谱系重编程新策略。

通过谱系重编程的方法已经获得了具有自我更新能力和双向分化功能的诱导型肝干细胞(iHepSCs)。但谱系重编程的转化效率较低，且iHepSCs的自我更新机制并不明确。为了提高谱系重编程的效率以及明晰iHepSCs自我更新的机制，本项目开展了染色质重塑因子Snf5在肝干细胞谱系重编程中的作用、表观遗传修饰在维持iHepSCs自我更新中的作用与机制，以及建立通过iHepSCs获取大量的成熟肝细胞方法的研究。.染色质重塑因Snf5可提高Hnf1b和Foxa3诱导小鼠胚胎成纤维细胞（MEFs）向iHepSCs转分化的效率。与Hnf1b和Foxa3两因子诱导获得的iHepSCs相比，通过三因子诱导获得的iHepSCs在形态、标志物，以及双向分化潜能上无明显差异。这些结果表明Snf5可提高谱系重编程的转化效率。.通过DNA甲基化的表观遗传修饰分析发现在iHepSCs中DNA的甲基化水平显著低于MEFs。iHepSCs中DNA的去甲基化主要是由去甲基化酶Tet1介导。Tet1主要通过使Myc基因启动子区域CBS-1和Site A区域CpG胞嘧啶去甲基化，从而增强Myc的表达。与此同时，Tet1对Myc的调控亦受到CTCF1的协同调控。DNA甲基化在iHepSCs自我更新维持中的作用提示通过调控DNA的甲基化状态可能会提高细胞谱系重编程的效率。.由于iHepSCs具有自我更新与双向分化的潜能，首先将诱导型肝干细胞在体外大量扩增，再在化学成分明确的肝向诱导分化体系中高效分化为具有功能的成熟肝细胞样细胞，从而建立了二步法获取肝细胞的方法，该方法不再依赖于供体肝脏，从而有可能解决供体肝脏不足的难题。.此外，在本项目的资助下还开展了青藤碱抗肿瘤作用及机制的研究，结果发现青藤碱通过抑制CDK1的表达与活性阻滞G2/M转变抑制卵巢癌细胞的增殖，而在乳腺癌细胞中，青藤碱通过上调NR3C1的表达发挥抗乳腺癌的作用。这些研究结果为青藤碱在抗肿瘤中的应用提供了实验基础，也为卵巢癌和乳腺癌的治疗提供了潜在的靶点。