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多能干細胞（Pluripotent stem cells, PSCs）因其在體外具有無限增殖和分化為不同類型細胞的潛能，在再生醫(yī)學領域中具有廣泛應用前景，也成為目前臨床上最具潛能的成藥細胞。PSCs制備過程中的標準化、規(guī)?；凹毎|(zhì)量穩(wěn)定性是其走向臨床應用的先決條件.但人PSCs在體外擴增培養(yǎng)過程中,易出現(xiàn)遺傳和表觀遺傳的變異,嚴重阻礙了PSCs的臨床應用(1)。因此,研究PSCs遺傳物質(zhì)穩(wěn)定性維持機理，是尋找改善策略、突破應用瓶頸的關鍵。
PSCs基因組的突變率遠低于分化細胞。鄭萍團隊和其他團隊的前期研究表明，PSCs利用不同于體細胞的特殊機制，有效調(diào)控基因組穩(wěn)定(2)。鄭萍組前期已鑒定了PSCs在DNA復制、DNA損傷修復中的一些特殊分子及作用機制(3-6)。近期鄭萍組鑒定了一個在小鼠胚胎干細胞（mouse Embryonic Stem cells, mESCs）中特異表達的全新長鏈非編碼RNA-LncRNA NONMMUT028956 (簡寫為Lnc956)。對該LncRNA的系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)它不僅參與復制壓力下mESCs復制小體穩(wěn)定的維持，而且還監(jiān)控mESCs基因組的質(zhì)量，從而確保mESCs基因組穩(wěn)態(tài)。
長非編碼RNA在多種生物學功能中起重要作用。由于技術手段的限制，目前還沒有發(fā)現(xiàn)復制叉上具有功能性長非編碼RNA的報道。研究團隊利用前期研發(fā)的一個新技術-分離新生DNA鏈上(即復制叉)RNA技術（isolate RNAs on nascent DNA ，iROND)首次鑒定了ESCs復制叉上特異的新的功能性LncRNA-Lnc956。對該LncRNA的研究發(fā)現(xiàn)，當復制壓力發(fā)生時，Lnc956能有效聚集到復制叉上，并大量招募Trim28和Hsp90b1聚集于復制叉形成復合體。Trim28能直接與DNA復制解旋酶復合體MCM2-7相互作用，直接拉近了Lnc956-Trim28-Hsp90b1復合體與MCM2-7復合體之間的物理距離，使得分子伴侶Hsp90b1通過其GTP水解活性作用于MCM7，阻礙MCM7進行K48和K63泛素化（MCM7泛素化會導致復制小體解離），從而使得復制小體能在一定程度復制壓力情況下得以穩(wěn)定，保持了基因組的完整性（圖1）。我們也發(fā)現(xiàn)Lnc956缺失會導致小鼠胚胎部分致死，致死原因主要是胚胎細胞大量擴增過程中，細胞出現(xiàn)明顯基因組不穩(wěn)定現(xiàn)象，并導致胞質(zhì)DNA水平顯著增加，引起較嚴重的炎癥反應?？傊?，該研究結果首次發(fā)現(xiàn)了小鼠多能干細胞復制叉上特異性功能性長非編碼RNA-Lnc956，并揭示了Lnc956維持多能干細胞基因組穩(wěn)定和促進胚胎發(fā)育的分子機制。
標簽： 多能干細胞
