CRISPR / Cas9 介导的 Suds3 敲除抑制小鼠胚胎干细胞增殖和中内胚层分化
CRISPR / Cas9 介导的 Suds3 敲除抑制小鼠胚胎干细胞增殖和中内胚层分化
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DOI：
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
刘晶
中科院分区：
文献类型：
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作者：
董春阳;王波;明金;李陈;方仕才;黄依;刘晶
胚胎干细胞(ESCs)具有分化为成体各种细胞的能力ꎬ其在发育和分化过程中的命运决定 受基因表达、表观遗传和胞外信号等多种因素的综合调控ꎮ 表观遗传调控例如 DNA 甲基化、组蛋 白乙酰化和甲基化ꎬ在 ESCs 的多能性维持以及分化过程中发挥重要作用ꎮ Suds3 (Sin3 histone deacetylase corepressor complex component SDS3)是 Sin3 组蛋白去乙酰化酶复合物的重要组分之一ꎬ 在胚胎发育、细胞增殖、染色体分离等生物过程中发挥重要作用ꎬ但 Suds3 在 ESCs 中的功能例如对 ESCs 增殖、多能性维持及分化过程中的影响却少有报道ꎮ 本研究利用 CRISPR / Cas9 基因编辑技 术ꎬ构建了 Suds3 基因敲除的小鼠胚胎干细胞系ꎬ并结合细胞培养、体外拟胚体(embryoid bodyꎬEB) 形成和体内畸胎瘤形成ꎬCCK¯8 细胞增殖检测和细胞计数实验对 Suds3 在 ESCs 中的功能展开研 究ꎮ Western 印迹结果显示ꎬSUDS3 蛋白未表达ꎬ成功实现了对 Suds3 基因的敲除ꎮ 通过对细胞形 态的观察以及实时荧光定量 PCR(QRT¯PCR)检测多能性基因的表达ꎬ发现 Suds3 的敲除对 ESCs 多能性的维持无显著影响ꎮ 拟胚体形成实验发现ꎬ拟胚体形成的第 4 d 和第 6 dꎬSuds3- / - 细胞多能 性基因表达并未像野生型细胞一样迅速下调反而提高(∗∗∗ P<0 001)ꎬ中胚层和内胚层基因表达量 相比野生型显著降低(∗∗∗P<0001)ꎬ而外胚层基因表达量相比野生型提高(∗∗∗P<0001)ꎮ CCK¯8 增殖检测和细胞计数的结果发现ꎬSuds3 的敲除使 ESCs 的增殖能力受到抑制(∗ P<0 05ꎬ∗∗∗ P< 0 001)ꎮ 体内畸胎瘤形成实验和 HE 染色表明ꎬSuds3 敲除抑制了增殖ꎬ同时促进外胚层分化ꎬ减少 了中胚层和内胚层的分化ꎮ 并且在 Suds3- / - 细胞中过表达 Suds3 可以挽救敲除 Suds3 引起的 ESCs 表型变化ꎮ 本研究成功构建了 Suds3 敲除的胚胎干细胞系ꎬ并表明 Suds3 的敲除对 ESCs 多能性的 维持无显著影响ꎬ抑制 ESCs 的增殖及促进外胚层分化ꎬ限制中胚层和内胚层的分化ꎮ 上述结果为 研究组蛋白乙酰化对 ESCs 分化及早期胚胎发育的影响提供了新的见解和研究模型ꎬ为体外定向 分化获取功能性细胞及未来的细胞治疗策略提供了技术参考ꎮ