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重编程和多能性的表观遗传调节
多能干细胞（PSC）具有分化为多种细胞类型的非凡能力。这种能力受到表观遗传机制，尤其是组蛋白修饰的严格调节。此外，将体细胞或命运的细胞重编程为诱导的多能干细胞（IPSC）在很大程度上取决于这些修饰，例如组蛋白甲基化和组蛋白的乙酰化。虽然已经利用小鼠模型进行了广泛的研究，但是人IPSC中组蛋白修饰的重要性正在越来越多地识别。最近的研究强调了表观遗传调节剂在癌症干细胞（CSC）的重编程过程和调节中的重要性，这些（CSC）在肿瘤启动和治疗耐药性的发展中至关重要。本综述阐明了影响重编程的组蛋白修饰的动态变化，并强调了在激活和抑制标记之间保持平衡的必要性。这些表观遗传标记受诸如DNA甲基转移酶（DNMT）和组蛋白脱乙酰基酶（HDACS）等酶的影响。此外，本综述探讨了旨在针对这些表观遗传修饰以增强癌症治疗功效的治疗策略，同时促进对多能性和重编程的理解。尽管在创建用于调整组蛋白改良酶的抑制剂方面有希望的发展，但诸如抗选择性和抗治疗性等挑战仍在构成重大障碍。因此，未来的努力必须优先考虑生物标志物驱动的方法和基因编辑技术，以优化表观遗传疗法的功效。
线粒体DNA动力学在重编程中
哺乳动物细胞（除红细胞）外，线粒体具有提供能量，中间代谢物的细胞器，以及维持细胞活力，复制和功能的其他活动。线粒体包含称为线粒体DNA（mtDNA）的圆形基因组的多个拷贝，其内部序列很少是相同的（同型），因为遗传或散发性突变会导致多个mtDNA基因型（neteroplasmy）。在这里，我们研究了通过细胞重编程产生的诱导多能干细胞（IPSC）进行的杂质的维持或转移的潜在机制，并进一步讨论可以改变异质质以影响茎和分化细胞性能的杂质。这种额外的见解将有助于开发更强大的基于IPSC的疾病模型和分化的细胞疗法。
对天真和形成性多能转化的抵抗力
，也可以根据CC0许可使用。未通过同行评审认证）是作者/资助者。本文是美国政府的工作。不受此预印本版权持有人的版权持有人的版权（该版本发布于2024年4月12日。; https：//doi.org/10.1101/2024.02.16.580778 doi：biorxiv Preprint
LDB1调节多能性中的基因表达和染色质结构，
抽象染色质组织是干细胞多能和分化的关键因素。然而，尚未探索增强子循环蛋白LDB1在干细胞中的作用。我们使用CRISPR/CAS9编辑产生了LDB1（ - / - ）胚胎干细胞（ESC），并观察到LDB1损失后关键干细胞因子SOX2和KLF4的降低。源自LDB1（ - / - ）ESC的胚胎体（EB）显示出谱系特异性标记的表达降低，并且能力受损能够经历末端分化为红细胞。差异基因表达，包括LIN28介导的自我更新途径基因，在WT和LDB1（ - / - ）ESC和EB之间观察到，但在分化为成红细胞细胞后最为明显。LDB1占据了超级增强剂，包括多能基因的超级增强剂，以及多能因素。LDB1损失导致ESC和EB中的全球染色质可及性降低。有条件的LDB1缺陷小鼠在骨髓细胞上显示造血干细胞标记降低，LIN28途径的失调。因此，LDB1功能对于ESC和EB发育至关重要，在分化为红细胞时变得越来越重要。关键字：
amotl2在多能性和人类干细胞分化中的作用
在过去的几年中，对发育过程的转录调节进行了广泛的研究，但仍然存在有关机械和代谢线索的知识差距，并且基本的形态事件伴随着人类多能干细胞（HPSC）差异。在寻找此类信号时，我首先从胚胎天14.5天（E14.5）和16.5（E16.5）的发育中的鼠pancreata的单细胞RNA-sequect（SCRNA-Seq）数据中识别出Amotl2基因。有趣的是，尽管有保守的规范标记，但这些时间点的内分泌祖细胞（EP）种群在其转录组中差异很大，E16.5 EPS更容易形成胰腺β细胞，而E14.5 EPS优先形成α-Cells。amotl2在E16.5 EPS的亚型中特异性表达，该EPS反映了EPS与上皮绳索的分层，这是一个可能影响内分泌细胞命运的事件。
表观遗传学，增强剂功能和3D染色质组织在重编程中
摘要：基因组结构，表观遗传学和增强子功能控制细胞的命运和身份。重新编程对诱导的多能干细胞（IPSC）将起始体细胞的转录率和染色质景观更改为逐步的多能细胞的转录景观。在正常胚胎发育过程中，调节网络的变化受到严格的调节，以确定细胞命运，并且同样需要在重编程过程中在细胞命运控制中发挥作用。关闭躯体程序并打开多能计划涉及表观遗传景观，增强子功能，染色质访问性和3D Chro-Matin拓扑的动态重组。在这种情况下，我们将在这里审查有关控制在体细胞重编程过程中控制和维护多能力的过程的当前知识。
DNA甲基化在退出幼稚多能性过程中塑造了多梳景观
在哺乳动物中，5-甲基胞嘧啶 (5mC) 和多梳抑制复合物 2 (PRC2) 沉积的组蛋白 3 赖氨酸 27 三甲基化 (H3K27me3) 在富含 CpG 的区域通常是互斥的。当小鼠胚胎干细胞退出幼稚多能状态时，5mC 大量增加，同时 H3K27me3 被限制在无 5mC 的富含 CpG 的区域。为了正式评估 5mC 如何塑造 H3K27me3 景观，我们在存在和不存在 DNA 甲基化机制的情况下分析了幼稚细胞和分化细胞的表观基因组。令人惊讶的是，我们发现 5mC 积累并不是限制大多数 H3K27me3 域所必需的。相反，这种不依赖 5mC 的 H3K27me3 限制是由 PRC2 拮抗剂 Ezhip（编码 EZH 抑制蛋白）的异常表达介导的。在 5mC 似乎真正取代 H3K27me3 的区域子集中，我们确定了 163 个候选基因，这些基因似乎需要 5mC 沉积和/或 H3K27me3 耗竭才能在分化细胞中激活。使用定点表观基因组编辑直接调节 5mC 水平，我们证明 5mC 沉积足以拮抗 H3K27me3 沉积并赋予单个候选基因基因激活。总之，我们系统地测量了重现早期胚胎动力学的系统中 5mC 和 H3K27me3 之间的拮抗相互作用。我们的结果表明 H3K27me3 抑制直接和间接地依赖于 5mC。我们的研究还表明 5mC 在基因激活中发挥着非规范作用，这不仅对正常发育很重要，而且对癌症进展也很重要，因为致癌细胞经常表现出 5mC 与 H3K27me3 的动态替换，反之亦然。
回顾性鉴定标记稀有体细胞多能性潜能的细胞内在因素
Naveen Jain, 1 Yogesh Goyal, 2 , 3 , 4 , 5 Margaret C. Dunagin, 5 Christopher J. Cote, 5 Ian A. Mellis, 6 Benjamin Emert, 6 Connie L. Jiang, 1 Ian P. Dardani, 5 Sam Reffsin, 5 Miles Arnett, 5 Wenli Yang, 7 , 8 , 9 和 Arjun Raj 5 , 10 , 11 ,* 1 宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院细胞与分子生物学研究生组遗传学与表观遗传学项目，宾夕法尼亚州费城 19104，美国 2 西北大学范伯格医学院细胞与发育生物学系，伊利诺伊州芝加哥 60611，美国 3 西北大学合成生物学中心，伊利诺伊州芝加哥 60611，美国 4 范伯格医学院 Robert H. Lurie 综合癌症中心西北大学医学院，伊利诺伊州芝加哥 60611，美国 5 宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院生物工程系，宾夕法尼亚州费城 19104，美国 6 宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院基因组学和计算生物学研究生组，宾夕法尼亚州费城 19104，美国 7 宾夕法尼亚大学医学系，宾夕法尼亚州费城，美国 8 宾夕法尼亚大学再生医学研究所，宾夕法尼亚州费城 19104，美国 9 宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院宾夕法尼亚心血管研究所，宾夕法尼亚州费城 19104，美国 10 宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院遗传学系，宾夕法尼亚州费城 19104，美国 11 主要联系人 *通信地址：arjunrajlab@gmail.com https://doi.org/10.1016/j.cels.2024.01.001
klf17促进了人类幼稚的多能性，但并不需要其建立
当前对人类多能性的转录调控的知识是不完整的，缺乏种间保护。对人类胚胎的单细胞转录组学分析以前使我们能够鉴定出富含人层和幼稚的人类胚胎干细胞（HESC）的转录因子，包括锌指蛋白KLF17。在这里，我们表明KLF17与人类胚泡发育中已知的多能相关因素Nanog和Sox2表示同时表达。我们使用启动和幼稚的hESC来研究KLF17的功能，以获得功能丧失分析。我们发现，在启动hESC中KLF17的异位表达足以诱导幼稚的转录组，并且KLF17可以驱动转基因介导的重置以重置为幼稚的多能性。这意味着KLF17在建立幼稚的多能性中的作用。然而，CRISPR-CAS9介导的敲除研究表明，在体外幼稚的多能习得并不需要KLF17。幼稚hESC的转录组分析鉴定了KLF17功能丧失后对代谢和信号通路的微妙影响，并可能与其他KLF旁系同源物进行冗余。总体而言，我们表明KLF17在给定的体外条件下的幼稚多能性是足够但不是必需的。
了解胚胎干细胞中多能性命运转变的调节
胚胎干细胞（ESC）来自胚泡的内部细胞质量，类似于该组织的功能，但缺乏形成所有胚外结构的能力。MESC是瞬态细胞群，表达了2细胞（2C）胚胎的高水平转录本特征，并被鉴定为“ 2细胞类似细胞”（2clcs）。先前的研究表明，在重新引入早期胚胎后，2CLC可以有助于胚胎和胚外组织。大约1％的MESC从多能MESC动态过渡到2Clcs。然而，哺乳动物胚胎的稀缺性对整体细胞的分子表征构成了重要挑战。迄今为止，以前的研究探索了将多能细胞重编程为全能细胞的各种方法。虽然对维持ES多能性的分子调节网络有很好的了解，但多能ESC将重编程重新编程为整体细胞的过程以及对全能调节的相关分子机制仍然很熟悉。本综述综合了对ESC重编程为2CLC的调节途径的最新见解，探索了由转录调节剂，小分子和表观遗传变化调节的分子机制。目的是为研究人员的领域构建一个理论框架。