Nanog 在软骨细胞分化中的关键作用及调控机制揭秘

为探究 Nanog 对软骨细胞的作用，研究人员发现其诱导软骨细胞去分化，且受 p53/KLF4 和 p38/AKT 通路调控。

　　同源盒蛋白 Nanog 是转录因子家族的成员，在维持胚胎干细胞（ESCs）的多能性和自我更新方面发挥着至关重要的作用。由于其功能多样，Nanog 在多种细胞类型中都有发现，包括胚胎干细胞和癌症干细胞（CSCs）。然而，它在软骨细胞中的分子机制仍不明确。在这项研究中，研究人员探索了 Nanog 对软骨细胞的影响以及它与软骨细胞特异性蛋白的相互作用。通过将 Nanog cDNA 载体转染到软骨细胞中，经蛋白质免疫印迹法（western blot）、逆转录聚合酶链式反应（RT-PCR）和免疫荧光检测证实，软骨形成标记物 II 型胶原蛋白和 SOX9 的表达降低。在转染小干扰 RNA（siRNA）后，Nanog 的去分化作用被逆转，II 型胶原蛋白和 SOX9 的表达得以恢复。研究人员还发现，Nanog 影响软骨细胞的机制与 p53 和 Krüppel 样因子 4（KLF4）密切相关。过表达 KLF4 会诱导 p53 磷酸化，而磷酸化的 p53 会直接抑制 Nanog 的表达。此外，p53 激活剂 Nutlin-3A 会加速 Nanog 的降解，而 p53 抑制剂 Pifithrin-α 则会稳定 Nanog。稳定后的 Nanog 会持续促进软骨细胞去分化。研究人员还进行了额外实验，以确定 Nanog 诱导软骨细胞去分化所涉及的信号通路。结果显示，在软骨细胞中过表达 Nanog 会显著影响 p38 激酶和蛋白激酶 B（AKT）信号通路。用 SB203580 和 LY294002 抑制 p38 和 AKT，会降低 Nanog 的表达，并部分恢复 II 型胶原蛋白的水平。相反，用茴香霉素（ANS）和 740 Y-P 激活这两条通路，会增强 Nanog 的表达，进一步降低 II 型胶原蛋白的水平。为了研究 Nanog 在体内早期发育中的作用，研究人员将 Nanog 表达载体注射到斑马鱼胚胎中。注射后的斑马鱼颅面软骨出现结构缺陷，证实了 Nanog 参与了软骨细胞的分化。这些研究结果表明，Nanog 会诱导软骨细胞去分化，且这一过程可通过 p53/KLF4 和 p38/AKT 通路进行调节。