北京大学Cell子刊miRNA研究新发现

　　

生物通报道  来自北京大学、加州大学旧金山分校的研究人员，在胚胎干细胞（ESC）中证实miR-294/miR-302家族通过不同的信号通路，促进了细胞增殖，控制了G1→S期调控点(restriction point)，并阻止了干细胞分化。这些研究发现发表在7月3日的《Cell Report》杂志上。

来自北京大学分子医学研究所的汪阳明（Yangming Wang）教授和美国加州大学旧金山分校的Robert Blelloch教授是该论文的共同通讯作者。汪阳明教授的主要研究方向是利用分子生物学, 细胞生物学,以及动物模型来研究非编码核酸在干细胞的自我更新与分化过程中的功能及其作用机理。

胚胎干细胞是最为原始的干细胞，它来源于哺乳动物囊胚的内细胞团，具有无限的自我更新能力，同时，这种细胞是多能干细胞，能够分为三胚层中任何一种细胞类型。胚胎干细胞具有广泛的应用前景，是当前生命科学研究领域的重要方面。胚胎干细胞的自我更新和多向分化都是在遗传和表观遗传的严格调控下进行。

越来越多的研究表明miRNAs（microRNAs）也在这一过程中发挥重要的作用。miRNAs是一类内源性的非编码RNA，含19-22个核苷酸，能够通过与靶mRNA特异性结合而导致靶mRNA降解或抑制其翻译，从而对基因进行转录后调控。miRNAs参与细胞生长、分化和凋亡，在生物体发育和疾病过程中起重要的调控作用。通过miRNAs在干细胞中的作用研究，可进一步阐明干细胞自我更新及分化过程的内在机制。

2008年，汪阳明课题组发现了一个ESCC miRNAs家族。这一家族有8个成员：miR-294以及miR-302a-d，它们共同具有一段AAGUGCU种子序列。研究结果表明，miR-294和miR-302 microRNAs可以促使胚胎干细胞G1期缩短，并抑制let-7诱导的细胞分化。

在新文章中，研究人员进一步探讨了miR-294/miR-302的功能及分子机制。他们发现在正常生长条件下，miR-294可促进G1-S期快速转换，且这一效应不依赖于Rb家族。而在营养匮乏及细胞接触抑制的环境下，miR-294则以一种Rb依赖性的方式抑制细胞发生G1期阻滞，确保细胞继续增殖。

此外，研究人员还发现了5种新的miRNAs（miR-26a, miR-99b, miR-193, miR-199a-5p和 miR-218）可以促进胚胎干细胞分化。并证实加上let-7，这6个分化诱导miRNAs中有4个诱导了Rb依赖性的G1期阻滞。然而在缺乏Rb蛋白的情况下，6个miRNAs也能促进细胞分化。有趣的是，研究人员发现所有这些miRNAs的效应均可被miR-294/miR-302阻止。

新研究证实，miR-294/miR-302家族通过Rb依赖性和非依赖性多个信号通路，调控了G1限制点，阻止了干细胞分化。这些研究结果对于深入阐明胚胎干细胞增殖、分化机制具有重要意义，并为再生医学调控干细胞提供了新的潜在干预靶点。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

miR-294/miR-302 Promotes Proliferation, Suppresses G1-S Restriction Point, and Inhibits ESC Differentiation through Separable Mechanisms

The miR-294 and miR-302 microRNAs promote the abbreviated G1 phase of the embryonic stem cell (ESC) cell cycle and suppress differentiation induced by let-7. Here, we evaluated the role of the retinoblastoma (Rb) family proteins in these settings. Under normal growth conditions, miR-294 promoted the rapid G1-S transition independent of the Rb family. In contrast, miR-294 suppressed the further accumulation of cells in G1 in response to nutrient deprivation and cell-cell contact in an Rb-dependent fashion……

作者简介：

汪阳明教授

于2000年本科毕业于北京大学生物技术系, 获理学学士学位，2006年获美国伊利诺斯大学(Urbana-Champaign)生物化学专业博士学位。2006-2010年在加州大学（San Francisco）从事博士后研究，现任北京大学分子医学研究所全职教授。

主要学术业绩：主要从事非编码小核酸在胚胎干细胞中功能的研究。建立microRNA 全敲除小鼠胚胎干细胞，率先证明了microRNA 作为一个群体对于胚胎干细胞增殖与分化具有重要功能，从而为这个领域的进一步研究指明了方向。 随后，利用这些microRNA 敲除小鼠胚胎干细胞，发展了一套筛选microRNA功能的新方法， 并发现了调控胚胎干细胞的增殖与细胞周期的重要microRNA 簇。 这个发现直接启发了其它与此microRNA簇相关的功能的研究， 包括它们对胚胎干细胞全能性以及体细胞重编程成为诱导多能干细胞过程中的作用。Steven Dalton在Cell Stem Cell撰文认为我的研究揭示了胚胎干细胞周期调控的全新一页。 另外，利用高通量测序技术和生物信息学，在小鼠胚胎干细胞中发现并定量测定了若干以前不为人所知的小核酸，为进一步研究它们的功能和生物合成奠定了基础。此期间在Nature Genetics上发表第一作者论文两篇， Genes and Development 上发表署名作者论文一篇。被邀请为Cancer Research撰写综述，并参与编写专著一部。

主要研究方向: 利用分子生物学, 细胞生物学,以及动物模型来研究非编码核酸在干细胞的自我更新与分化过程中的功能及其作用机理。