Nonstochastic reprogramming from a privileged somatic cell state.
Nonstochastic reprogramming from a privileged somatic cell state.
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DOI：
10.1016/j.cell.2014.01.020
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发表时间：
2014-02-13
期刊：
影响因子：
64.5
通讯作者：
Lu J
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Guo S;Zi X;Schulz VP;Cheng J;Zhong M;Koochaki SH;Megyola CM;Pan X;Heydari K;Weissman SM;Gallagher PG;Krause DS;Fan R;Lu J
通过Yamanaka因子重编程体细胞以诱导多能性通常是缓慢且低效的，并且被认为是随机过程。我们确定了一种特殊的体细胞状态，从中可以以非随机的方式获得多能性。小鼠造血祖细胞的亚群是特权的，其后代细胞在重编程条件下4-5次分裂后主要采用多能命运，其中内源性Oct 4基因座活化。扩增的细胞显示约8小时的超快细胞周期。在成纤维细胞中，在因子表达6天后观察到以类似超快速度循环的亚群，并且通过p53敲低而增加。这种超快循环的群体占野生型或p53敲低成纤维细胞中大量重编程活性的>99%。我们的数据表明，随机性质的重编程可以克服在一个特权的体细胞状态，并建议细胞周期加速到一个临界阈值是重编程的一个重要瓶颈。
Reprogramming somatic cells to induced pluripotency by Yamanaka factors is usually slow and inefficient, and is thought to be a stochastic process. We identified a privileged somatic cell state, from which acquisition of pluripotency could occur in a non-stochastic manner. Subsets of murine hematopoietic progenitors are privileged, whose progeny cells predominantly adopt the pluripotent fate with activation of endogenous Oct4 locus after 4–5 divisions in reprogramming conditions. Privileged cells display an ultrafast cell cycle of ~8 hours. In fibroblasts, a subpopulation cycling at a similar ultrafast speed is observed after 6 days of factor expression, and is increased by p53-knockdown. This ultrafast-cycling population accounts for >99% of the bulk reprogramming activity in wildtype or p53-knockdown fibroblasts. Our data demonstrate that the stochastic nature of reprogramming can be overcome in a privileged somatic cell state, and suggest that cell cycle acceleration toward a critical threshold is an important bottleneck for reprogramming.
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