裴端卿JBC发干细胞技术新成果

　　

生物通报道：来自中国科学院广州生物医药与健康研究院干细胞与再生医学研究所，清华大学医学院的研究人员发现了一种可诱导为iPS的新型成体细胞，这为iPS技术的研究和应用，尤其是与脑部相关的疾病研究，提供了一种非常有价值的研究手段和途径。这一研究成果公布在《生物化学杂志》（J. Biol. Chem）网络版上。

领导这一文章的是广州生物医药与健康研究院新任院长裴端卿教授，其早年毕业于华中农学院，后于美国宾西法尼亚大学获得博士学位，2002年以****的身份回国任清华大学教授，今年8月14日中国科学院广州生物医药与健康研究院召开全体职工大会上，公布了中科院的人事任免决定，任命他为中国科学院广州生物医药与健康研究院院长。

iPS技术，即诱导多能性干细胞技术，是一种将分化细胞重编程为类似胚胎干细胞的新兴技术，它通过病毒载体将特定转录因子组合转入被诱导细胞，使其发生重编程。iPS细胞具有多能性和自我更新的能力，目前已成功获得小鼠和人的iPS细胞。这项技术拥有巨大的潜在应用价值，利用iPS技术能够获得病人或疾病特异的多能性干细胞，此外，它不仅能避免移植中的免疫排斥问题，也绕开了人类胚胎干细胞研究带来的伦理问题。但iPS技术的临床应用之路还很漫长，有许多技术难题需要解决，在这些问题中iPS重编程的完全性和均一性是首要问题。

去年11月，裴端卿研究小组在《细胞研究》杂志发表诱导多能性干细胞（iPS）技术相关文章，在此基础上，研究人员发现，在小鼠脑膜（meningeal）细胞中，重要的胚胎干细胞调控因子之一——Sox2的表达含量非常高，而且这种细胞易于诱导为iPS细胞。通过DNA甲基化分析得知，由脑膜细胞形成的iPS克隆不需要经过筛选就能够发生完全的重编程，而且这些克隆能够100%产生嵌合小鼠。


这项结果发现了一种可诱导为iPS的新型成体细胞。在此之前的研究中，研究者可以使用成纤维细胞（例如MEF）以及神经干细胞进行iPS诱导，由于取材困难，培养要求极高，不利于大规模应用。而脑膜细胞克服了上述困难。这项研究成果为iPS技术的研究和应用，尤其是与脑部相关的疾病研究，提供了一种非常有价值的研究手段和途径。

附：

裴端卿，清华大学****特聘教授。聘任岗位：细胞生物学。博士生导师。

　　个人简介

　　教育

　　1991-1995 美国密西根大学博士后
　　1985-1991 美国宾西法尼亚大学博士
　　1980-1984 华中农学院学士

　　专业工作经历

　　2002-　　 清华大学教授
　　1996-2004 美国明尼苏达大学助理教授，副教授
　　1995-1996 美国密西根大学研究员

　　研究兴趣

　　1.蛋白质在正常与癌细胞里的运送机制
　　2.EGFR 的信号传导机制与肺癌
　　3.干细胞的全能性调控机制

 

原文摘要：

J. Biol. Chem., Vol. 283, Issue 8, 4480-4489, February 22, 2008

Aromatic Residues in the C-terminal Domain 2 Are Required for Nanog to Mediate LIF-independent Self-renewal of Mouse Embryonic Stem Cells

From the Stem Cell and Cancer Biology Group, Laboratory of Regenerative Biology, South China Institute for Stem Cell Biology and Regenerative Medicine, Guangzhou Institute of Biomedicine and Health, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510663, China and the Laboratory of Stem Cell Biology, Department of Biological Sciences & Biotechnology, State Key Laboratory of Biomembrane and Membrane Biotechnology, Institutes of Biomedicine, School of Medicine, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Nanog was identified by its ability to sustain the LIF-independent self-renewal of mouse embryonic stem (ES) cells and has recently been shown to play a role in reprogramming adult fibroblasts into pluripotent stem cells. However, little is known about the structural basis of these remarkable activities of Nanog. We have previously identified an unusually strong transactivator named CD2 at its C terminus. Here we demonstrate that CD2 is required for Nanog to mediate ES cell self-renewal. Furthermore, deletion and point mutation analysis revealed that CD2 relies on at least seven aromatic amino acid residues to generate its potent transactivating activity. A mutant Nanog bearing alanine substitutions for these seven residues fails to confer LIF-independent self-renewal in mouse ES cells. Substitution of CD2 by the viral transactivator VP16 gave rise to Nanog-VP16, which is 10 times more active than wild-type Nanog in ES cells. Surprisingly, the expression of Nanog-VP16 in mouse ES cells induces differentiation and is thus unable to sustain LIF-independent self-renewal for mouse ES cells. Taken together, our results demonstrate that the CD2 domain of Nanog is a unique transactivator that utilizes aromatic residues to confer specific activity absolutely required for ES self-renewal.