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广州生物院揭示人多能干细胞神经分化的分子调控机制

2014-08-21 14:22 中国科学院广州生物医药与健康研究院 The FASEB Journal 阅读 0
核心摘要: 中国科学院广州生物医药与健康研究院潘光锦研究组发现,miR-376c通过靶向SMAD4抑制TGF-β信号通路,促进人多能干细胞向神经干细胞分化。TGF-β信号则通过SMAD4抑制PAX6和miR-376c转录,形成相互拮抗调控网络。该研究揭示了神经细胞命运决定的分子机制,为神经发育和再生医学提供了新见解。

中国科学院广州生物医药与健康研究院潘光锦研究组在神经细胞命运决定的分子调控机制研究中取得重要进展。他们发现,在人多能干细胞中,miRNA簇miR-379-656的一个成员——miR-376c能够促进神经干细胞分化进程,而抑制miR-376c则产生相反效果。相关研究成果于8月11日在线发表在《The FASEB Journal》杂志上。

miR-379-656簇位于人类基因组14号染色体的印记基因DLK-DIO3区域,包含约50个miRNA,在哺乳动物中高度保守,其表达主要存在于胚胎和大脑中,但具体调控功能此前尚不明确。该研究表明,miR-376c通过靶向SMAD4抑制其表达。SMAD4是TGF-β信号通路中的关键介导因子,负责将胞外TGF-β信号转导至细胞核,调节下游基因表达。TGF-β信号已被证实可抑制神经发育和分化,并在人多能干细胞的多能性维持及iPS细胞诱导早期发挥重要作用。进一步研究发现,人多能干细胞培养所需的TGF-β信号通路可激活SMAD4,后者作为转录因子结合到人神经干细胞标志基因PAX6启动子上游和miR-376c基因启动子上游,从而抑制PAX6和miR-376c的转录。

上述结果表明,miR-376c与TGF-β信号通路之间存在相互拮抗作用,共同调控人多能干细胞从多能性状态向神经干细胞分化的细胞命运转变。这一发现为理解神经发育的分子机制提供了新视角,并可能为神经退行性疾病的细胞治疗提供理论基础。

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