由于能使成体细胞“返老还童”为干细胞，诱导多功能干细胞(iPS细胞)是近年来干细胞领域的研究热点。中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿研究员、陈捷凯副研究员等人经过多年努力，近日破解了iPS细胞诱导过程中一个极为重要的障碍，论文2日在线发表在《自然・遗传学》杂志上。
研究过程中，裴端卿及其团队发现iPS细胞诱导过程中大量出现一类细胞克隆，外观、生长速度等各方面酷似干细胞，却没有干细胞应有的基因表达和功能。
经过深入研究，科学家发现诱导培养iPS细胞所使用的血清是诱发这个“路障”的元凶：细胞中的一种蛋白――BMP蛋白对重编程过程起抑制作用。
研究人员进一步发现，这些酷似干细胞的“假货”在某些诱导条件下，如用维生素C处理，也会变成货真价实的诱导多功能干细胞。
哈佛大学再生医学中心教授康拉德说，这一发现是决定细胞命运的分子机制研究的重大突破，将使研究者更高效更高质量地制备诱导多功能干细胞，加快制备来自病人疾病的特异细胞系，加快阿尔茨海默氏症、帕金森氏症等疾病的药物研发。
doi:10.1038/ng.2491
PMC:
PMID:
H3K9methylationisabarrierduringsomaticcellreprogrammingintoiPSCs
JiekaiChen,HeLiu,JingLiu,JingQi，BeiWei，JiaqiYang，HanquanLiang，YouChen，JingChen，YaranWu，LinGuo，JieyingZhu，XiangjieZhao，TianranPeng，YixinZhang，ShenChen，XuejiaLi，DongweiLi，TaoWang，DuanqingPei
Theinductionofpluripotentstemcells(iPSCs)bydefinedfactorsispoorlyunderstoodstepwise.Here,weshowthathistoneH3lysine9(H3K9)methylationistheprimaryepigeneticdeterminantfortheintermediatepre-iPSCstate,anditsremovalleadstofullyreprogrammediPSCs.Wegeneratedapanelofstablepre-iPSCsthatexhibitpluripotentpropertiesbutdonotactivatethecorepluripotencynetwork,althoughtheyremainsensitivetovitaminCforconversionintoiPSCs.Bonemorphogeneticproteins(BMPs)weresubsequentlyidentifiedinserumascriticalsignalingmoleculesinarrestingreprogrammingatthepre-iPSCstate.MechaNISTically,weidentifiedH3K9methyltransferasesasdownstreamtargetsofBMPsandshowedthattheyfunctionwiththeircorrespondingdemethylasesastheon/offswitchforthepre-iPSCfatebyregulatingH3K9methylationstatusatthecorepluripotencyloci.Ourresultsnotonlyestablishpre-iPSCsasanepigeneticallystablesignpostalongthereprogrammingroadmap,buttheyalsoprovidemechanisticinsightsintotheepigeneticreprogrammingofcellfate.