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中国科技大学的吴缅 (Mian Wu) 教授、梅一德 (Yide Mei) 教授和安徽医科大学的 Lin Miao 是这篇论文的共同通讯作者。吴缅教授的主要研究方向是 p53 与肿瘤代谢、非编码 RNA 与肿瘤、iPS分子调控机制。梅一德教授则主要从事癌蛋白和抑癌蛋白介导的信号通路以及其在肿瘤形成中的作用,特别是非编码 RNA 参与肿瘤形成的分子机制研究。
ESCs是源自囊胚内细胞团,能够维持自我更新状态,并保留了多谱系特化及分化能力的一类原始干细胞。由于 ESCs 具有分化为任何特定细胞类型的潜能,被广泛用于研究发育过程和细胞治疗。为了能够利用 ESCs 的全部潜能,更好地了解调控 ESC 多能性的潜在分子机制具有至关重要的意义。
以往的研究揭示出小鼠 ESCs (mESCs) 的多能性是由多个可溶性因子,例如 LIF、BMP 和Wnt,以及某些核转录因子包括 Stat3、Oct4、Sox2、Nanog 和Klf4共同维持。因此,mESCs最常用的胚胎条件就是加入血清和 LIF 的培养基,LIF可以通过激活 Stat3 来促进 ESC 自我更新。Oct4是维持 ESCs 未分化状态和多能性必需的一个关键转录因子。除了 Oct4,Sox2 和Nanog也被视为是 ESC 多能性转录网络的核心元件。研究证实 Oct4、Sox2 和Nanog通过形成了相互联系的自动调控网络维持了 ESCs 的身份。搜索 LIF 下游的转录因子表明,Klf4在调控 ESC 多能性中发挥重要作用。除了 Klf4,另外两个Klf 家族成员 Klf2 和Klf5也特异性存在于 mESCs 中。这些结果均表明,ESCs的多能状态受到了多个信号网络的复杂调控。
在这篇新文章中研究人员报告称发现,E3泛素连接酶 March5 参与维持了 mESC 多能性。抑制 mESCs 中的 March5 可导致 mESCs 从原始多能性状态发生分化。机制研究证实,作为 Klf4 的一个转录靶标,March5催化了 PKA 的负调控亚基 ——Prkar1a发生 K63 多聚泛素化,激活了 PKA,由此抑制了Raf/MEK/ERK 信号通路。并且,March5能够替代 MEK/ERK 抑制剂在无血清培养条件下维持 mESC 多能性。此外,March5可以部分取代 Klf4 用于体细胞重编程。
新研究揭示出了 Klf4–March5–PKA–ERK 信号通路在维持 mESCs 干性中起重要的作用。(来源:生物谷)