Oct4与Xist在Ascl1介导的原始态多能干细胞正向编程中的调控机制研究
批准号:
32100653
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
李欢欢
依托单位:
学科分类:
早期胚胎发育及细胞谱系建立
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李欢欢
中文摘要
Xist是X染色体失活的主要调控因子,其通过招募特异蛋白调节转录抑制,介导X染色体沉默,从而实现剂量补偿效应。Xist在早期胚胎正常发育、细胞命运决定和疾病发生中扮演着重要角色。然而目前对Xist参与发育分化的表观调控机制及其影响细胞命运转变的功能知之甚少。前期结果显示:1)Xist在原始态多能干细胞启动正向编程时出现瞬时高表达,且高于雌性体细胞中维持X染色体失活所需的水平;2)Xist异常表达受Oct4调控,且Oct4结合到Xist及其拮抗基因Tsix及Tsx的基因组上。由此推测,Oct4与Xist交互作用,调控表观遗传标志,从而改变细胞命运。本项目拟以Ascl1介导的原始态多能干细胞正向编程为模型,研究正向编程的转录动态过程,Oct4对Xist异常表达的调控机制,Xist调控表观遗传在细胞命运转变中的生物学功能,进而为疾病的发生机制和再生医学的临床应用提供新的见解。
英文摘要
Xist is the master regulator of X chromosome inactivation. Xist establishes dosage compensation by mediating X chromosome inactivation via recruiting specific protein complexes and triggering gene silencing. It plays a vital role in early embryonic development, cell fate determination and disease pathology. However, how Xist regulate epigenetics and influence cell fate transition remains unclear. Interestingly, our preliminary data shows that 1) Xist is highly expressed in forward programming from male naïve pluripotent stem cells (nPSCs) and its expression level is higher than that required in female somatic cells; 2) Xist is rescued by Oct4 and Oct4 binds the locus of X-chromosome-inactivation related genes Xist and its antisense RNA Tsix. Therefore, we hypothesize that Oct4 crosstalk with Xist and change cell fate by mediating epigenetic state. In this project, we will validate this hypothesis in details by investigating the dynamics of transcriptome during forward programming of nPSCs by inducing Ascl1 and the function and involved mechanism of Oct4 and Xist during these process. Resolving these questions will elucidate how developmental processes are regulated, enhance the quality of induced cell types by TF-induced cell fate change, and offer a new perspective to clinical application of regenerative medicine.
在前期研究中,我们发现转录因子Ascl1在诱导原始态多能干细胞向神经样细胞转化的过程中,染色体失活的关键基因Xist出现异常表达,且其表达水平受到Oct4的调控。基于这一发现,本项目进一步探索了不同转录因子诱导的细胞命运转化过程中是否普遍存在Xist基因的异常表达,并深入挖掘其生物学功能。研究结果表明,通过调控CDX2、GATA6和OCT4等转录因子,细胞在诱导过程中同样表现出X染色体失活关键基因的变化,并且能够更高效地获得可用于胚胎构建的前体细胞——囊胚样前体细胞(BPC)。这一发现对于理解转录因子在体外细胞命运调控中的作用,以及推动体外重构胚胎的研究具有重要意义。.在本项目的资助下,我们还深入研究了胚胎干细胞分化过程中,多能性关键因子OCT4敲除对滋养外胚层、原始内胚层及上胚层谱系基因调控的影响。研究发现,相比于直接诱导CDX2和GATA6,通过调控STAT3及OCT4的表达,干细胞的染色质结构更为开放,从而能够更高效地获得具有更高潜能的体外胚胎。这一结果表明,OCT4在胚胎内和胚胎外谱系细胞的命运决定中发挥着独特且关键的作用。基于本项目的研究成果,我们成功建立了全新的类胚胎体系。该体系不仅有助于我们更深入地理解关键转录因子OCT4和Xist在细胞命运调控中的作用机制,还为探索优质谱系特异性细胞的获取提供了新的思路,为疾病发生机制的研究和再生医学的临床应用奠定了坚实的科学基础,提供了全新的视角。
基于小分子激活细胞谱系可塑性进而体
外重构胚胎的研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2025
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负责人:李欢欢
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依托单位:
国内基金
海外基金