Nanog基因的功能与调控研究进展

胚胎干细胞的无限增殖能力和亚全能性决定了它在再生医学、新药开发及发育生物学基础研究中具有巨大的应用前景。探索维持胚胎干细胞亚全能性的因子及其网络的调控功能成为胚胎干细胞生物学研究的热点。已研究发现多个与维持胚胎干细胞亚全能性相关的基因如Oct4, Nanog, Sox2等,其中Nanog是2003年5月末发现的一个基因,它对维持胚胎干细胞亚全能性起关键性作用,能够独立于L1F/Stat3维持ICM和胚胎干细胞的亚全能性。几年来,Nanog的生物学功能及其与 Oct4, Sox2等亚全能性维持基因之间的相互作用关系已有较为深入的研究,并发现多个调控Nanog表达的转录因子,从而进一步明晰Nanog与已知调控胚胎发育的信号通路之间的关系。本文在综述Nanog基因的表达特征和功能的基础上、重点探讨Nanog基因表达调控以及Oct4, Sox2等亚全能性维持基因之间的相互作用关系,并对未来的研究趋势予以展望。     

小鼠胚胎干细胞中天然反义转录物的表达及功能研究

非编码RNA(ncRNA),如小分子RNA和基因间长链非编码RNA在调控多能性方面发挥着重要的作用.然而,天然反义转录物(NAT)在胚胎干细胞中的作用并不清楚.本研究首先通过数字基因表达谱发现在小鼠胚胎干细胞中存在广泛的NAT表达,随后证实了Oct4,Nanog和Sox2这3个关键的多能性基因存在NAT的表达.并且,过表达Sox2的NAT可以在蛋白水平上降低Sox2的表达,同时在转录水平上对Sox2有轻微的上调作用.总之,本研究数据表明,NAT和其他的ncRNA一样,参与了多能性的维持.     

转录因子Oct4、Sox2和Nanog在早期胚胎发育过程中的表达调控

胚胎发育的分子机理是现今胚胎工程及发育生物学研究迫切需要了解的。由于胚胎发育的早期阶段就是胚胎干细胞阶段,因此两者在研究上有很好的重合性。通过对调节胚胎干细胞基因转录的三个具有代表性的转录因子Oct4、Sox2和Nanog的综述,展现出胚胎发育分子机理研究概况。     

人诱导多能干细胞与人胚胎干细胞分化过程中Oct4/Nanog 基因 表达的比较

目的:比较通过慢病毒方法获得的人诱导多能性干细胞(iPSCs)与人胚胎干细胞(hESCs)分化过程中全能性基因Oct4、Nanog的表达变化。方法:收集分化不同时间点的拟胚体(EBs),检测三胚层分化基因以及全能性基因Oct4/Nanog的表达,并通过畸胎瘤组织切片的荧光染色分析Oct4的表达。结果:iPSCs获得的EB中内外三胚层分化基因表达的出现明显晚于hESCs来源的EB。不同于hESCs,iPSCs悬浮培养获得的EBs在体外培养18天未见内源性Oct4、Nanog基因表达的下调。未分化的iPSCs注射严重联合免疫缺陷(SCID)小鼠培养10周后获得的畸胎瘤中仍存在Oct4阳性的细胞,但iPS-#2中明显少于iPS-#5。结论:通过慢病毒方法获得的iPSCs虽然具有向三胚层分化的能力,但在分化过程中仍维持较高水平的全能性基因Oct4、Nanog的表达。     

人诱导多能干细胞与人胚胎干细胞分化过程中Oct4/Nanog基因表达的比较

目的：比较通过慢病毒方法获得的人诱导多能性干细胞（iPSCs）与人胚胎干细胞（hESCs）分化过程中全能性基因Oct4、Nanog的表达变化。方法：收集分化不同时间点的拟胚体（EBs）,检测三胚层分化基因以及全能性基因Oct4/Nanog的表达,并通过畸胎瘤组织切片的荧光染色分析Oct4的表达。结果：iPSCs获得的EB中内外三胚层分化基因表达的出现明显晚于hESCs来源的EB。不同于hESCs,iPSCs悬浮培养获得的EBs在体外培养18天未见内源性Oct4、Nanog基因表达的下调。未分化的iPSCs注射严重联合免疫缺陷（SCID）小鼠培养10周后获得的畸胎瘤中仍存在Oct4阳性的细胞,但iPS-#2中明显少于iPS-#5。结论：通过慢病毒方法获得的iPSCs虽然具有向三胚层分化的能力,但在分化过程中仍维持较高水平的全能性基因Oct4、Nanog的表达。     

维生素对体外培养人脐带间充质干细胞生长的影响

该实验以人脐带间充质干细胞（human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUCM—SCs）为研究对象,探讨维生素A对其体外培养的影响。结果显示,添加维生素A培养后,hUCMSCs仍维持其本身生物学特性,表达其标记基因CD29、CD44和干细胞标记基因Oct4、Sox2、Nanog。维生素A促进hUCMSCs的体外增殖,上调增殖基因PCNA、C-myc和干细胞标记基因Nanog的表达,下调凋亡基因Bch的表达。该研究证明了维生素A具有促进hUCMSCs增殖和维持其干细胞特性的作用,对继续探索hUCMSCs的体外快速增殖和维生素A对hUCMSCs增殖调控的机理具有重要意义。     

维生素A对体外培养人脐带间充质干细胞生长的影响

该实验以人脐带间充质干细胞(human umbilical cord mesenchymal stem cells,hUCMSCs)为研究对象,探讨维生素A对其体外培养的影响。结果显示,添加维生素A培养后,hUCMSCs仍维持其本身生物学特性,表达其标记基因CD29、CD44和干细胞标记基因Oct4、Sox2、Nanog。维生素A促进hUCMSCs的体外增殖,上调增殖基因PCNA、C-myc和干细胞标记基因Nanog的表达,下调凋亡基因Bcl-x的表达。该研究证明了维生素A具有促进hUCMSCs增殖和维持其干细胞特性的作用,对继续探索hUCMSCs的体外快速增殖和维生素A对hUCMSCs增殖调控的机理具有重要意义。     

维持胚胎干细胞多能性的分子机制

胚胎干细胞（ES细胞）来源于早期发育的胚胎,具有分化为任何细胞类型的多能性,因此具有巨大的基础研究及潜在的应用前景.目前认为ES细胞主要通过一些外源性信号分子的作用及某些重要的内源性转录因子的表达共同起作用来达到其维持多能性的目的.外源性信号分子LIF、BMP4以及Wnt等介导的信号传导通路与内源性转录因子Oct4、Nanog、Sox2、FoxD3等共同起作用来抑制那些促进ES细胞分化的基因表达和激活那些有助于维持ES细胞多能性维持的基因表达,进而形成一个相互调控和依存的基因调控网络共同维持ES细胞的多能性.     

调控胚胎干细胞自我更新的关键转录因子研究进展

胚胎干细胞（embryonic stem cells,ES细胞）具有自我更新和发育多能性的特点,在再生医学研究中有着广泛的应用前景。ES细胞多能性和自我更新的维持受到复杂的调控,涉及到转录调控、信号转导以及表观遗传调控等多个方面。转录因子Oct4、Sox2、Nanog在其中扮演着非常重要的角色,对干细胞特性的维持必不可少。本文着重讨论了这些关键转录因子的研究进展。这些研究促进了对ES细胞自我更新机制的深入理解,并为进一步的临床研究提供了理论基础。     

利用CRISPR/Cas9系统在小鼠胚胎干细胞中进行miR-22的功能研究

旨在构造neomycin筛选标记的sgRNA表达载体,并利用CRISPR/Cas9技术构建miR-22缺失的小鼠胚胎干细胞,探究miR-22在小鼠胚胎干细胞中的调控作用。首先通过点突变、搭桥PCR等手段,构造neomycin筛选标记的sgRNA表达载体,并获得靶向敲除miR-22的sgRNA表达载体,电转至稳转Cas9的小鼠胚胎干细胞中;其次经药物筛选、基因型鉴定等步骤筛选miR-22纯合缺失的小鼠胚胎干细胞。RT-qPCR手段证实miR-22在小鼠胚胎干细胞中被成功敲除,纯合突变体的比例约为6.67%。此外,miR-22缺失并未影响胚胎干细胞的细胞形态以及Oct4、Sox2和Nanog等干性基因的表达。因此,miR-22对小鼠胚胎干细胞的干性维持并非必需,而对胚胎干细胞谱系分化和命运决定的影响还有待进一步研究。