体细胞重编程技术的出现是生命科学领域的一个重大突破,对于重编程机理的研究将有力地推动再生医学的发展,促进人们对于细胞及器官发育的理解。我们最近发现,GADD45家族蛋白是一类能够显著提高重编程效率的基因,而且cMyc能够增强GADD45的作用效果。先前的研究表明p53/p21信号通路抑制重编程进程,同为p53下游基因的GADD45家族蛋白却对重编程有促进作用,推测GADD45家族蛋白能够增强细胞对于DNA损伤的修复而减弱p53的激活,从而促进重编程过程。我们将从cMyc、p53对GADD45功能调节,GADD45下游信号调控网络等方面深入研究其作用机理,为制备出更为安全的iPSC细胞提供指导,促进再生医学的发展。
somatic reprogramming;Gadd45a;Myc;DNA demethylation;pluripotency
本项目用三年的时间(2012年1月-2014年12月)研究Gadd45a蛋白对小鼠体细胞重编程的影响,并从Myc蛋白对Gadd45a功能调控,Gadd45a下游信号调控网络等方面深入研究其作用机理,将为制备出更为安全的iPS细胞提供指导,促进再生医学的发展。在三年的时间中,我们研究了Gadd45a在重编程过程中的作用,发现Gadd45a能显著提高重编程效率,诱导出的iPS细胞有多能性,并且具有生殖系传递能力。Gadd45a能改善Myc蛋白在重编程中的负面作用;Gadd45a蛋白结构与其功能密切相关。此外,机理研究表明,Gadd45a不通过DNA去甲基化来促进重编程。Gadd45a在SKO与SKOM诱导的重编程过程中调控网络有较大差别,但它在三四因子诱导的重编程中都能促进多能性基因的表达。本研究结果加深了人们对Gadd45a蛋白功能的了解和对重编程过程机理的理解,同时提出了一种新的高效诱导重编程的方法。