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人胚胎干细胞的形态不一致

点击次数：3854 发布时间：2018/1/30 10:11:13

组蛋白H3第27位赖氨酸三甲基化（H3K27me3）是一类非常重要的组蛋白修饰，通过抑制基因表达，在X染色体失活，胚胎发育和疾病的发生均发挥作用。H3K27me3的形成是由多梳蛋白抑制复合物2（PRC2）介导的。PRC2的核心组分是EED、SUZ12、EZH1和EZH2，其中EZH1和EZH2具有H3K27甲基转移酶的功能。PRC2和它修饰的H3K27me3已被证明在小鼠胚胎发育过程中发挥关键作用，但它们在细胞命运转变过程的作用机制，尤其是介导人胚胎干细胞多能性与分化过程中的作用尚不清楚。

潘光锦课题组通过CRISPR/Cas9介导的编辑技术，在人胚胎干细胞中分别敲除PRC2的核心组分，发现敲除PRC2的不同组分，人胚胎干细胞的形态不一致。完全缺失PRC2（SUZ12或EED或EZH1/EZH2）将导致人胚胎干细胞退出多能性状态，发生倾向于产生中内胚层的逐渐自发分化；缺失EZH1或EZH2的人胚胎干细胞保持未分化状态，但不能有效地产生神经外胚层。这说明PRC2维持人胚胎干细胞多能性是必需的，并特化神经外胚层的产生。

课题组通过构建可诱导性敲除PRC2的人胚胎干细胞，确认BMPs蛋白激活是PRC2缺失引起人胚胎干细胞自发分化的原因。课题组进一步展示缺失PRC2的小鼠胚胎干细胞可以维持自我更新状态，但转变成始发状态的小鼠上胚层干细胞发生自发分化；将人胚胎干细胞转变成幼稚态时，发现缺失PRC2可以维持其多能性状态。以上结果揭示PRC2在细胞命运决定过程中谱系特化和不同多能性状态的特异性作用，对人胚胎干细胞是否能向整个外胚层谱系分化起决定作用，并在维持naive（幼稚态）和primed（始发态）两种状态的胚胎干细胞多能性发挥不同作用。

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