上海生科院發現多能干細胞向神經命運決定的新機制

　　6月14日，國際學術期刊eLife 在線發表了中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所景乃禾研究組的最新研究成果The transcription factor Pou3f1 promotes neural fate commitment via activation of neural lineage genes and inhibition of external signaling pathways。該論文揭示了轉錄因子Pou3f1促進多能干細胞向神經命運決定的功能和機制。

　　近年來，細胞治療已運用于臨床，利用干細胞治療神經系統相關疾病已經成為一種趨勢。多能干細胞向特定細胞譜系分化的應用前景，使得其分化機制研究成為生命科學與醫學領域的熱點。多能干細胞向神經方向發育分化的正確起始，是包括大腦在內的中樞神經系統正常發育的重要基礎和前提。然而，多能干細胞是如何決定向神經命運分化這一科學問題至今尚未很好解答。

　　景乃禾研究組博士研究生朱青青和宋璐的研究發現，一種內源轉錄因子Pou3f1對于多能干細胞向神經命運決定是必須的。并且，Pou3f1只在特定的神經命運決定時期發揮促神經作用，而不影響細胞全能性向多能性的轉變。嵌合體小鼠胚胎實驗進一步證實Pou3f1在小鼠體內的促神經功能。ChIP-seq和RNA-seq分析顯示，Pou3f1發揮其促神經功能是通過在轉錄水平上抑制BMP和Wnt等外源信號，同時激活Sox2等重要的促神經因子的表達來完成的。不同于以往的研究，這項研究成果揭示了Pou3f1作為新的內源性促神經因子同時具有拮抗外源神經抑制信號和增強內源促神經基因表達的雙向調控作用，這也是首次報道多能干細胞神經命運決定過程中外源信號和內源因子整合調控機制。這一發現為干細胞向神經命運的定向分化及細胞治療研究提供了堅實的理論基礎。

　　該項研究工作與上海生科院生化與細胞所李勁松教授及上海生科院計算生物學研究所韓敬東教授合作完成，得到了科技部、國家自然科學基金委和中科院干細胞先導專項等基金資助。

Pou3f1在體內（小鼠胚胎E7.0）增強促神經基因表達同時拮抗外源BMP和Wnt信號的模式圖