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    中国科学家发现体细胞重编程调控的新机制

    日期 2015-05-26   来源:生命科学部   作者:田艳艳 谷瑞升 杜生明  【 】   【打印】   【关闭

      5月18日, Nature Cell Biology杂志在线发表了中国科学院广州生物医药与健康研究院裴端卿和秦宝明实验组的研究文章“Autophagy and mTORC1 regulate the stochastic phase of somatic cell reprogramming”。该研究阐明了体细胞重编程中亚细胞结构重塑的机理与雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)和自噬关系。

      多能干细胞和体细胞在结构上有许多不同,体细胞重编程为多能干细胞必然会涉及结构组成层面的细胞重塑,即:需要将原来细胞结构的稀释和降解的过程。以往研究认为自噬在重编程的细胞重塑中发挥关键作用,即通过降解自身亚细胞结构与组分而进行细胞重塑。

      裴端卿研究团队利用Sox2,Oct4,Klf4和c-Myc四个因子诱导小鼠成纤维细胞进行细胞重编程,发现了在重编程早期,细胞自噬被强烈激活,然而,阻断自噬之后细胞重塑和重编程依然可以发生,而且效率更高。进一步研究发现,雷帕霉素靶蛋白复合物1(mTORC1)的关闭是细胞重塑发生的关键原因。mTORC1是细胞感受各种营养物质水平并控制生物合成和细胞分裂的关键激酶,在体细胞重编程过程中,Sox2,Oct4,Klf4和c-Myc四个因子协同抑制mTORC1活性,进而通过调控PGC1等转录因子活性改变细胞内的生物合成(包括线粒体重塑,细胞体积缩小),细胞内的生物合成大大降低,随着细胞分裂,亚细胞结构和内在物质组成产生变化,促进了细胞结构的重塑。同时,mTORC1的活性被抑制,激活了自噬,激活的自噬并不参与细胞重塑过程,而是通过降解p62的活性反过来消减因为抑制mTORC1活性而引起的细胞重塑。该研究阐明了重编程中细胞重塑的关键作用和调节新机制。

      该项研究得到了国家自然科学基金创新研究群体科学基金(31421004)和重大研究计划(91213304)等项目资助。