人間に iPSC を生み出すための障壁を体系的に特定する

Han Qin¹, Aaron Diaz², Laure Blouin¹

¹Eli and Edythe Broad Center of Regeneration Medicine and Stem Cell Research, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94143, USA; Departments of Ob/Gyn and Pathology, Center for Reproductive Sciences, and Diabetes Center, University of California, San Francisco, San Francisco, CA 94143, USA.

Cell

|July 19, 2014

まとめ

科学者たちは,体細胞を誘発性多能幹細胞 (iPSC) に再プログラムするための障壁を発見しました. 重要な要因は,転写における遺伝子,染色体調節,細胞粘着,特定のADAMタンパク質と,プロセスを阻害する内細胞症を含む.

科学分野:

細胞生物学細胞生物学
幹細胞生物学幹細胞生物学
遺伝学遺伝学とは

背景:

誘発性多能幹細胞 (iPSCs) は再生医療にとって大きな可能性を秘めています.
内生性バリアの理解は,体細胞の再プログラム効率の最適化に不可欠です.

研究の目的:

人間の細胞の再プログラミングを制限する内生的な障壁を体系的に特定し,特徴づけること.
これらの障壁の根底にある分子機構とネットワークアーキテクチャを明らかにする.

主な方法:

抑制遺伝子を特定するために全ゲノムRNAiスクリーニング.
パスウェイとネットワークの分析のための計算方法.
特定された障壁の単一ヒット検証とメカニズム的調査.
経路アーキテクチャをマッピングするための遺伝子相互作用の研究.

主要な成果:

トランスクリプション,クロマチンの調節,ユビキチネーション,デフォスフォリレーション,ベジキュラ輸送,細胞粘着を含む主要な再プログラムバリアを特定しました.
特定のADAMタンパク質,特にADAM29は,その分解ドメイン経由で再プログラミングを抑制することが判明しました.
クラトリン媒介性内分細胞症は,TGF-βシグナリングを上調することで,再プログラミングに反対することが示されました.
経路アーキテクチャ (線形,平行,フィードフォワードループ) は,内細胞症とユビキチネーションの障壁のために明らかにされました.

結論:

ヒトの細胞再プログラミングの障壁について,包括的かつグローバルな見解を提供した.
特定のタンパク質ファミリー (ADAMs) と細胞プロセス (内細胞症,TGF-βシグナル伝達) が,iPSCの生成を制限する役割を強調した.
再プログラミングに敵対する複雑なネットワークの相互作用を実証し,治療的介入のターゲットを提供した.

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