非编码RNA在胚胎干细胞中的研究进展

非编码RNA(non-coding RNAs,ncRNAs)通常因不能编码蛋白质而被误认为是一类无用序列。近年来,随着基因组测序等相关技术的发展,对ncRNAs的研究越来越受到人们的重视,更多的ncRNAs及其生物学功能被揭示,其广泛参与细胞生长、增殖、分化、凋亡等一系列生命进程的调控。胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)研究是现代生物学发展最受关注的领域之一,其多能性的维持机制与分化的调控网络一直都是有待突破的核心问题,也成为了其应用于临床的主要障碍。ncRNAs在ESCs的许多生物学过程,特别是自我更新和多能性维持的过程中,发挥着重要的调控作用。ncRNAs的研究对于了解ESCs自我更新和多向分化的机制具有重要意义,关于ncRNAs与ESCs的研究是当前生命科学研究的前沿热点之一。现就ncRNAs及其在ESCs中的研究进展予以综述。     

MicroRNAs与多潜能干细胞的研究进展

microRNAs(miRNAs)是一类内源性非编码小RNA,通过调控基因表达来参与生命过程中的一系列重要进程。越来越多的证据表明,miRNAs参与了几乎所有生物代谢过程,其胚胎干细胞的自我更新与分化和在多能干细胞(iPSCs)中的诱导调节作用也日益受到关注。该文介绍了miRNAs的生成、检测方法以及miRNAs对胚胎干细胞(ESCs)及诱导多能性干细胞的调控作用,并对miRNAs的应用前景进行了展望。     

MicroRNA调控造血干细胞发育

造血干细胞是目前研究最为深入的成体干细胞,是极富应用前景的研究领域,然而其维持自我更新以及多向分化潜能的分子机制尚不明.MicroRNA (miRNA)是一类崭新的调控性非编码小分子RNA,在监控生物体个体发育和细胞增殖、分化进程中起着重要作用.miRNA参与包括胚胎干细胞和多种成体干细胞的发育进程,人类造血干细胞及其发育过程中也存在特征性miRNA表达谱,参与调控造血干细胞发育进程,以miRNA为分子靶点的防治造血功能低下疾患的研究具有广阔的应用前景.     

Wdr82调控小鼠胚胎干细胞体外的增殖和分化

Setd1a复合物和Setd1b复合物(Setd1a/b)是进化上功能高度保守的表观遗传调控因子,主要包括Setd1a/b、Wdr82、Wdr5、Rbbp5、Ash2L、Dpy-30、Hcf-1等,催化组蛋白H3第4位赖氨酸(H3K4)的甲基化,进而激活基因转录。Wdr82是Setd1a/b复合物中特有的非催化亚基,其在胚胎发育过程中的作用尚不清楚。该研究利用小鼠胚胎干细胞(moue embryonic stem cells,m ESCs)的体外培养和分化系统发现,在m ESCs分化过程中,Wdr82的表达水平显著降低。在m ESCs中敲低Wdr82后,m ESCs的增殖速度显著减缓,而其多能性不受影响。利用拟胚体分化体系发现,Wdr82敲低后,拟胚体的形成速度变慢,自主搏动的时间明显滞后。综上所述,该结果揭示了Wdr82在m ESCs体外增殖和分化过程中的重要作用。     

MicroRNAs调控干细胞的诱导与分化

干细胞根据其所处的发育阶段可分为胚胎干细胞(embryonic stem cell,ESCs)和成体干细胞(somatic stem cell),具有自我复制能力和多向分化潜能,因此,被认为可修复、重建组织器官。近年有大量研究致力于诱导干细胞分化为各种成体细胞,但诱导过程繁琐与分化效率低下一直困扰着科研人员。Micro RNAs(miRNAs)是在真核生物中发现的一类内源性的具有调控功能的非编码RNA,其大小长约20~25个核苷酸。研究表明miRNA可通过抑制干细胞靶m RNA序列的翻译或者降解靶m RNA来调控干细胞的诱导与分化。因此,调控mi RNAs的表达水平可影响分化过程。现就miRNA调控干细胞向成体细胞分化的研究现状和机制作一综述。     

MiR-302/367在体细胞向多能性干细胞重编程中的研究

MicroRNA-302/367(miR-302/367)发现于2003年,是一类长度在21～22 nt的miRNA簇,与多能性干细胞自我更新及多向分化有重要关系.在体细胞向多能性干细胞重编程中具有重要作用. miR-302/367簇中各miRNA具有相对保守的种子区及靶基因,主要通过抑制靶基因蛋白质的翻译,从而促进间质-上皮转化（mesenchymal epithelial transition, MET）、抑制细胞周期、调控细胞分化相关基因及表观遗传水平等方式促进体细胞向多能性细胞重编程.本文对miR 302/367的发现、结构、miR 302/367在多能性细胞中的作用及在体细胞向多能性干细胞重编程中的作用及其机理等做一综述.     

MicroRNA调控哺乳动物骨骼肌发育

MicroRNA (miRNA)是一类长度大约为22 bp的小分子非编码RNA,广泛存在于哺乳动物中,部分miRNA表达具有时空和组织特异性。哺乳动物中miRNA主要通过与靶基因3° UTR区结合抑制其翻译,调控机体生物学功能。miRNA在哺乳动物骨骼肌发育中发挥重要调节作用。哺乳动物骨骼肌发育是一个复杂的生物学过程,包括骨骼肌干细胞增殖、迁移、分化,成肌细胞增殖、分化、肌管融合,肌纤维肥大,能量代谢,纤维类型转换等。miRNA参与骨骼肌发育的各个环节,通过靶向各个时期的关键因子调控骨骼肌发育。本文对miRNA在骨骼肌发育中的调控作用进行了综述,以期为深入理解骨骼肌发育规律提供参考。     

双三体胚胎干细胞的增殖与分化特征分析

该文旨在研究双三体胚胎干细胞(embryonic stem cells,ESCs)在细胞增殖、分化以及畸胎瘤形成等方面的特征,揭示非整倍体与肿瘤发生之间的关系。首先建立了两株常染色体双三体的小鼠ESC株系,通过微阵列比较基因组杂交(array comparative genomic hybridization,array CGH)和荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization,FISH)实验对双三体ESC株系进行了染色体拷贝数分析和核型鉴定;通过绘制细胞生长曲线检测了双三体ESCs的增殖能力;通过流式细胞术检测了双三体ESCs的细胞周期和细胞凋亡情况;采用细胞克隆形成实验分析了双三体ESCs的克隆形成效率;通过实时荧光定量PCR和免疫荧光染色实验检测了双三体ESCs中多能干细胞标志物的表达;通过撤掉培养体系中的白血病抑制因子(leukemia inhibitory factor,LIF)诱导分化和进行拟胚体(embryoid body,EB)形成实验检测了双三体ESCs的分化能力;通过重度联合免疫缺陷(severe combined immunodeficiency,SCID)小鼠皮下接种细胞实验分析了双三体ESCs的畸胎瘤形成能力和体内分化能力。结果显示,这两株双三体细胞分别是3号与6号染色体双三体并伴有Y染色体丢失的ESCs(DTs-3+6),以及6号与8号染色体双三体的ESCs(DTs-6+8)。双三体ESCs表现出相对于野生型细胞较强的生长增殖能力和OCT4、SOX2、NANOG等多能干细胞标志物的高表达。当培养液中不添加LIF时,野生型细胞基本完全走向分化,而双三体细胞形成许多未分化或部分分化的克隆,碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,AP)染色阳性。在EB分化早期,双三体细胞中Fgf5、T、Foxa2等三胚层标志物的表达水平较野生型细胞明显降低,分化滞后。当被接种到SCID小鼠皮下后,双三体ESCs形成畸胎瘤的能力较野生型细胞增强,畸胎瘤中包含大量未分化区域。因此,双三体ESCs的生长增殖能力增强,它通过限制细胞分化能力而促进畸胎瘤形成。双三体ESCs是研究非整倍体在肿瘤发生发展过程中作用的重要模型。     

MicroRNA及其在昆虫学中的研究进展

MicroRNA(miRNA)是真核生物中对转录后调控起着重要作用的一类非编码单链RNA分子,参与调控胚胎发育、干细胞分化、神经发生及细胞凋亡等几乎所有的生物过程。本文简要总结了miRNA的生物合成、命名、表达及功能等方面的研究进展,同时从昆虫miRNA的鉴定、表达及功能、miRNA的代谢等方面对miRNA在昆虫学研究中的最新进展做了综述。     

胚胎干细胞及诱导多能干细胞向心肌细胞分化和调控的研究进展

胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）具有自我更新、无限增殖和多向分化的特性,包括分化成心脏组织的多种类型细胞。经体细胞重编程产生的诱导多能干细胞（induced pluripotent stem cells,iPS）也被证明有类似胚胎干细胞的特性。但这些多能干细胞向心肌细胞自发分化的效率非常低,因此,如何有效地诱导这些多能干细胞向心肌细胞的定向分化对深入认识心肌发生发育的关键调控机制和实现其在药物发现和再生医学,如心肌梗塞、心力衰竭的细胞治疗以及心肌组织工程中的应用均具有非常重要的意义。该文重点综述了近年来胚胎干细胞及诱导多能干细胞向心肌细胞分化和调控的研究进展,并探讨了这一研究领域亟待解决的关键问题和这些多能干细胞的应用前景。     

Naive and primed murine pluripotent stem cells have distinct miRNA expression profiles

Over the last years, the microRNA (miRNA) pathway has emerged as a key component of the regulatory network of pluripotency. Although clearly distinct states of pluripotency have been described in vivo and ex vivo, differences in miRNA expression profiles associated with the developmental modulation of pluripotency have not been extensively studied so far. Here, we performed deep sequencing to profile miRNA expression in naive (embryonic stem cell [ESC]) and primed (epiblast stem cell [EpiSC]) pluripotent stem cells derived from mouse embryos of identical genetic background. We developed a graphical representation method allowing the rapid identification of miRNAs with an atypical profile including mirtrons, a small nucleolar RNA (snoRNA)-derived miRNA, and miRNAs whose biogenesis may differ between ESC and EpiSC. Comparison of mature miRNA profiles revealed that ESCs and EpiSCs exhibit very different miRNA signatures with one third of miRNAs being differentially expressed between the two cell types. Notably, differential expression of several clusters, including miR290-295, miR17-92, miR302/367, and a large repetitive cluster on chromosome 2, was observed. Our analysis also showed that differentiation priming of EpiSC compared to ESC is evidenced by changes in miRNA expression. These dynamic changes in miRNAs signature are likely to reflect both redundant and specific roles of miRNAs in the fine-tuning of pluripotency during development.     

miR-290家簇在小鼠胚胎干细胞中的表达与调控功能

微RNA（microRNA,miRNA）是一类约22nt的非编码小分子RNA,主要在转录后水平负调控基因表达,其在生物发商、疾病、肿瘤中行使着重要调控作用。胚胎干细胞（embryonic stem cell,ESC）具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官。研究和利用ESC是当前生物工程领域的热点之一。近年来,越来越多的研究表明,miRNA在ESC的自我更新、分化、命运决定等方面行使着重要的调控作用。其中,miR-290家簇是在鼠科动物ESC中特异且高表达的miRNA。本文综述了miR-290家簇在ESC中的表达、功能及其分子调控网络方面的研究进展。     

Proteomic analysis of membrane proteins expressed specifically in pluripotent murine embryonic stem cells

Embryonic stem cells (ESCs) are established from the inner cell mass of preimplantation embryos, are capable of self‐renewal, and exhibit pluripotency. Given these unique properties, ESCs are expected to have therapeutic potential in regenerative medicine and as a powerful tool for in vitro differentiation studies of stem cells. Various growth factors and extracellular matrix components regulate the pluripotency and differentiation of ESC progenies. Thus, the cell surface receptors that bind these regulatory factors are crucial for the precise regulation of stem cells. To identify membrane proteins that are involved in the regulation of pluripotent stem cells, the membrane proteins of murine ESCs cultured with or without leukemia inhibitory factor (LIF) were purified and analyzed by quantitative proteomics. 2‐D PAGE‐based analysis using fluorescently labeled proteins and shotgun‐based analysis with isotope‐labeled peptides identified 338 proteins, including transmembrane, membrane‐binding, and extracellular proteins, which were expressed specifically in pluripotent or differentiated murine ESCs. Functions of the identified proteins revealed cell adhesion molecules, channels, and receptors, which are expected to play important roles in the maintenance of murine ESC pluripotency. Membrane proteins that are expressed in pluripotent ESCs but not in differentiated cells such as Slc16a1 and Bsg could be useful for the selection of the stem cells in vitro.     

干细胞命运决定的分子调控网络

来源于囊胚期胚胎内细胞团的胚胎干细胞具有独特的生物学特性,包括无限自我更新的能力以及分化为内胚层、中胚层和外胚层各种细胞的潜能.阐明胚胎干细胞全能性维持以及向各种特定细胞分化的分子机制,不仅有助于我们了解胚胎发育过程,而且将促进胚胎干细胞尽早应用于疾病治疗.本文主要就干细胞的一种命运决定过程,维持胚胎干细胞全能性或失去全能性开始分化,结合最新的研究进展讨论该过程中的分子调控网络,包括信号转导通路、表达调控网络以及表观遗传调控.