Epigenetic dynamics during capacitation of naïve human pluripotent stem cells.
Epigenetic dynamics during capacitation of naïve human pluripotent stem cells.
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DOI：
10.1126/sciadv.adg1936
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发表时间：
2023-09-29
期刊：
影响因子：
13.6
通讯作者：
von Meyenn, Ferdinand
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
de Sousa, Joao Agostinho;Wong, Chee-Wai;Dunkel, Ilona;Owens, Thomas;Voigt, Philipp;Hodgson, Adam;Baker, Duncan;Schulz, Edda G.;Reik, Wolf;Smith, Austin;Rostovskaya, Maria;von Meyenn, Ferdinand
人类多能干细胞 (hPSC) 在再生医学中具有重要意义。初始 hPSC 有希望克服传统（引发的）hPSC 的一些局限性，包括复发性表观遗传异常。幼稚到启动的转变（获能）遵循人胚胎外胚层的转录动力学，并且对于幼稚 hPSC 的体细胞分化是必需的。我们发现获能 hPSC 在转录上比传统 hPSC 更接近植入后外胚层。这促使我们全面研究获能过程中的表观遗传和相关转录变化。我们的结果表明，CpG 岛、基因调控元件和逆转录转座子是获能期间表观遗传动力学的热点，并表明特定表观遗传修饰在初始 hPSC 和引发 hPSC 之间的基因表达控制中可能发挥不同的作用。出乎意料的是，PRC2 活性似乎对于获能来说是可有可无的。我们发现获能的 hPSC 获得与传统 hPSC 类似的表观遗传状态。然而，值得注意的是，在传统雌性 hPSC 中经常观察到的 X 染色体侵蚀可以通过重置和随后的获能来逆转。 hPSC 体外获能再现了早期人类发育的特征，并提供了对表观遗传动力学的见解。
Human pluripotent stem cells (hPSCs) are of fundamental relevance in regenerative medicine. Naïve hPSCs hold promise to overcome some of the limitations of conventional (primed) hPSCs, including recurrent epigenetic anomalies. Naïve-to-primed transition (capacitation) follows transcriptional dynamics of human embryonic epiblast and is necessary for somatic differentiation from naïve hPSCs. We found that capacitated hPSCs are transcriptionally closer to postimplantation epiblast than conventional hPSCs. This prompted us to comprehensively study epigenetic and related transcriptional changes during capacitation. Our results show that CpG islands, gene regulatory elements, and retrotransposons are hotspots of epigenetic dynamics during capacitation and indicate possible distinct roles of specific epigenetic modifications in gene expression control between naïve and primed hPSCs. Unexpectedly, PRC2 activity appeared to be dispensable for the capacitation. We find that capacitated hPSCs acquire an epigenetic state similar to conventional hPSCs. Significantly, however, the X chromosome erosion frequently observed in conventional female hPSCs is reversed by resetting and subsequent capacitation. hPSCs capacitation in vitro recapitulates features of early human development and gives insights into epigenetic dynamics.
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DOI：
10.1073/pnas.1708341114
发表时间：
2017-11-07
影响因子：
11.1
作者：
Krendl C;Shaposhnikov D;Rishko V;Ori C;Ziegenhain C;Sass S;Simon L;Müller NS;Straub T;Brooks KE;Chavez SL;Enard W;Theis FJ;Drukker M
通讯作者：
Drukker M
影响因子：
5.9
作者：
Guo G;von Meyenn F;Santos F;Chen Y;Reik W;Bertone P;Smith A;Nichols J
通讯作者：
Nichols J
影响因子：
16.6
作者：
Chovanec P;Collier AJ;Krueger C;Várnai C;Semprich CI;Schoenfelder S;Corcoran AE;Rugg-Gunn PJ
通讯作者：
Rugg-Gunn PJ
影响因子：
3.9
作者：
Angeloni A;Bogdanovic O
通讯作者：
Bogdanovic O
影响因子：
8.8
作者：
Chen, Di;Liu, Wanlu;Clark, Amander T.
通讯作者：
Clark, Amander T.