九州大學科學研究生院和哈佛醫學院遺傳學研究生院的研究小組成功鑑定了一組重編程因子,可以賦予非肢體細胞肢體祖細胞的特性。由於肢體祖細胞可以從非肢體細胞產生,因此肢體缺損治療技術的開發有望取得進展。

 人類的四肢源自於胚胎發育過程中的側板中胚層。側板中胚層的一部分變成肢體祖細胞(LPC),在胚胎發育後期形成骨骼、軟骨和肌腱等結締組織。關於肢芽,也就是肢原基,已經發現了許多與肢芽形成相關的基因,但最初為側板中胚層帶來「LPC樣」的實際基因尚不清楚。

 該研究小組旨在鑑定肢芽中表達的基因中的“重編程因子”,這些基因可以將非肢體來源的細胞轉化為 LPC 樣細胞。首先,我們列出了一組僅在早期肢芽形成區域起作用的基因作為重編程因子的候選基因,並研究了非肢體來源的細胞是否含有促進LPC特徵性標記基因表現的基因。結果,當使用轉錄因子Prdm16和Zbtb16與RNA結合因子Lin28a(稱為PZL)的組合時,誘導了LPC標記基因的表達。

 誘導此標記基因表現的細胞(稱為rLPC)不僅具有基因表現譜,而且還具有與內源性LPC相同的分化能力(骨和軟骨形成能力)。此外,在 PZL 中添加 Lin3(一種 E41 泛素連接酶)可提高 rLPC 重編程效率。

 這強烈表明這些因素可能在肢體發育過程中的肢體祖細胞規範中發揮作用。我們也是世界上第一個透過重編程成功創建類 LPC 細胞的人。

論文信息:【發育細胞】非肢體成纖維細胞直接重編程為具有肢體祖細胞特性的細胞

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