特定miRNAs在诱导多能干细胞重编程过程中的功能与机制

诱导多能干细胞（iPS），在个性化治疗和再生医学研究中具有极其重要的意义。但是，iPS细胞重编程的机制尚不明确。由于microRNAs（miRNAs）不会整合到基因组中，研究miRNAs在iPS形成中的机制，利用miRNAs代替转录因子诱导iPS的研究已经成为国际研究的一个热点。我们初步研究的结果显示，MEF来源的iPS细胞与MEF相比，6个miRNAs的表达发生了从无到有或从有到无的显著变化，提示这些miRNAs在iPS的形成过程中可能极其重要。进一步研究发现干预特定miRNAs确实可以促进或抑制iPS的形成。在此基础上，本项目将利用基因操作等技术，确定这些miRNAs促进或抑制iPS形成的靶基因，并通过生物信息学方法和分子细胞生物学实验，系统阐明这些miRNAs调控iPS形成的分子和信号机制。这样的研究将为利用非基因组整合小分子代替转录因子诱导iPS目标的实现提供重要的理论和实践依据。

患者体细胞来源的诱导多能干细胞（iPS）能有效解决干细胞治疗应用中的异体免疫排斥、伦理以及临床器官移植供体不足等问题，阐明iPS细胞产生的机制已成为国际干细胞研究领域关注的热点。近年研究发现microRNAs（miRNAs）等表观遗传调节的改变对于iPS细胞形成具有极其重要，同时miRNAs作为小分子已成为国际iPS研究的热点之一。项目立项以来，在建立有效的iPS诱导方法和iPS细胞重编程不同阶段miRNAs表达谱差异分析的基础上，我们深入研究了特定miRNAs等表观遗传调节分子在iPS形成中的作用和机制。项目实施取得了突出的成果，圆满完成了研究任务和目标，在PNAS、Cell Res、Stem Cells等杂志发表基金标注SCI论文16篇。具体成果如下：1）发现miRNAs与重编程转录因子间具有协同作用，并且miRNAs更倾向于调控iPS形成和多能性维持相关信号通路；2）发现miR-200/ZEB2介导Oct4/Sox2在重编程早期阶段协同作用的功能与机制；3) 发现miR-29b-Dnmt3a/3b介导Sox2直接调控iPS相关甲基化事件的重要机制；4）发现miR-138是体细胞重编程中p53的重要内源调节者，促进iPS细胞形成且不损伤全能性；5）还发现miRNAs抑制干细胞向中胚层/内胚层分化的作用与机制。