Deficiency of microRNA miR-34a expands cell fate potential in pluripotent stem cells.
Deficiency of microRNA miR-34a expands cell fate potential in pluripotent stem cells.
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DOI：
10.1126/science.aag1927
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发表时间：
2017-02-10
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
He L
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Choi YJ;Lin CP;Risso D;Chen S;Kim TA;Tan MH;Li JB;Wu Y;Chen C;Xuan Z;Macfarlan T;Peng W;Lloyd KC;Kim SY;Speed TP;He L
胚胎干细胞和诱导的多能干细胞具有多潜能的发育潜力，可以有效地分化出所有类型的胚胎细胞，但很少有胚外血统。在这里，我们识别了一种microRNA miR-34a，它在小鼠多能干细胞中的缺陷扩大了它们在体外和体内产生胚胎和胚胎外谱系的发育潜力。具有双向细胞命运潜力的MIR-34a−/−多能干细胞不仅在细胞命运潜力上与全能2细胞(2C)卵裂球相似，而且在关键分子特征上也相似，即强烈诱导小鼠内源性逆转录病毒(ERV)家族。MIR-34a通过转录调控抑制MERVL的表达，至少部分是通过抑制转录因子GATA结合蛋白2(GATA2)。在多能干细胞中，miR-34a/Gata2通路一直限制着双向细胞命运潜能的获得。总之，我们的发现为定义和限制多能干细胞发展潜力的复杂分子网络提供了重要的见解。
Embryonic stem cells and induced pluripotent stem cells have pluripotent developmental potential, efficiently giving rise to all embryonic cell types, but rarely extraembryonic lineages. Here, we identify a microRNA miR-34a, whose deficiency in mouse pluripotent stem cells expands their developmental potential to generate both embryonic and extra-embryonic lineages in vitro and in vivo. miR-34a−/− pluripotent stem cells with this bidirectional cell fate potential resemble totipotent 2-cell (2C) blastomeres not only in their cell fate potential, but also in the key molecular signature, namely a strong induction of the MuERV-L (MERVL) family of murine endogenous retroviruses (ERVs). miR-34a represses MERVL expression through transcriptional regulation, at least in part, by repressing the transcription factor GATA-binding protein 2 (Gata2). Consistently, the miR-34a/Gata2 pathway restricts the acquisition of bidirectional cell fate potential in pluripotent stem cells. Altogether, our findings provide vital insights into the complex molecular network that defines and restrict the developmental potential of pluripotent stem cells.
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