研究揭示小鼠基态多能干细胞的转录调控新机制

来源: 中国科学院广州生物医药与健康研究院

发布日期: 2020-07-31 07:30:00

中国科学院广州生物医药与健康研究院等机构的研究人员在Science Advances发表研究成果,揭示了基态多能干细胞的转录调控新机制,发现激活的β-catenin通过在多能性位点招募辅调控因子促进多能性基因的转录起始,减少对BRD4/CDK9调控的暂停释放的依赖,但对抑制转录起始更敏感,从而提高了干细胞的稳定性。此外,研究还探索了癌症抗药性的治疗途径,发现同时抑制转录起始和暂停释放可能是更有效的治疗策略。

近日,中国科学院广州生物医药与健康研究院Miguel A. Esteban实验室和以色列魏茨曼科学研究院Jacob H. Hanna实验室及武汉大学陈亮实验室的研究人员合作在Science Advances在线发表了研究成果。

该研究发现在基态多能干细胞中,激活的β-catenin通过在多能性位点招募辅调控因子促进多能性基因的转录起始,减少了对BRD4/CDK9调控的暂停释放的依赖,但是对抑制转录起始更敏感,从而解释了基态多能干细胞在面临外界扰动时更稳定的原因。但与此同时,胚胎多能干细胞的细胞周期相关的基因仍然高度依赖暂停释放机制进行转录,因此两种条件下的胚胎多能干细胞的增殖均对抑制BRD4/CDK9敏感。

此外,BRD4是极具潜力的抗肿瘤靶点,在近些年得到了广泛关注和开发,但是越来越多的报道发现在BRD4抑制剂处理后,癌细胞出现了抗药性。结合基态多能干细胞中的发现,研究人员针对癌症抗药性的研究做了探索。

他们发现,激活Wnt/β-catenin信号通路可以诱导白血病细胞系THP1对BRD4抑制剂的抗性,而获得抗性的THP1细胞对转录起始的抑制剂更敏感,同时用转录起始的抑制剂和BRD4抑制剂处理能更有效地杀死有抗性的THP1细胞。这些结果提示,对于抗药性肿瘤,同时抑制转录起始和暂停释放或许是更佳的治疗途径。

该研究阐明了基态多能干细胞具有和亚稳态多能干细胞不同的转录调控机制,证明了基态多能干细胞能通过增强转录起始能够促进Pol2暂停释放的转录调控模型,为未来抗药性癌症的治疗提供了新思路。该课题的实施得到国家重点研发计划干细胞专项、国家自然科学基金面上项目、中科院战略性先导科技专项、广州再生医学与健康广东省实验室等项目的支持。

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