胚胎干细胞通过形成细菌层具有多能力的潜力和自我恢复能力,从而为胚胎发生提供了主要贡献。这些干细胞多能的保留取决于转录因子的表达/水平,即SOX2,OCT4和NANOG。在器官发生过程中,分子的表达变化也会影响这些干细胞失去多能性并转向谱系选择。随着分化的进展,包括口腔鳞状细胞在内的体细胞的维持也取决于转录因子的差异表达。最近,许多实验性和观察性研究记录了各种人类癌症的致癌作用的重要贡献。在这篇综述中,我们试图总结说明这些主要多能调节剂在口服癌变阶段的推定作用的证据,即口服鳞状细胞癌的起始,进展和预后。
干细胞和再生医学面临的两个主要问题是多能性的退出和向功能性细胞或组织的分化。这两个问题的答案对于干细胞和再生医学研究的临床转化具有重要意义。尽管越来越多的研究揭示了多能性维持的真相,但多能细胞自我更新、增殖和向特定细胞谱系或组织分化的机制尚不清楚。为此,我们充分利用了一项新技术,即基因组规模的 CRISPR-Cas9 敲除 (GeCKO)。作为一种在基因组特定位点引入靶向功能丧失突变的有效方法,GeCKO 能够首次以无偏向的方式筛选促进小鼠胚胎干细胞 (mESC) 退出多能性的关键基因。本研究成功建立了基于GeCKO的模型,用于筛选多能性退出的关键基因。我们的策略包括慢病毒包装感染技术、lenti-Cas9基因敲除技术、shRNA基因敲除技术、二代测序、基于模型的基因组规模CRISPR-Cas9敲除分析(MAGeCK分析)、GO分析等方法。我们的研究结果为大规模筛选多能性退出基因提供了一种新方法,为细胞命运调控研究提供了一个切入点。
Unerstanding polyadenylation mediated mechanism critical for pluripotency and stem cell fate choice 1:00 pm - 2:00 pm Lunch break and Poster Presentation Session-II Molecular Basis of Disease - Part I (Chair- Subba Rao) 2:00 pm – 2:25 pm Anubama Rajan Age-Related Differences and Unique Tropism of RSV in Human Nasal Organoids 2:25 pm – 2:50 pm Bhavana Muralidharan
图 1. 两种 iPSC 系的干细胞表征示例。(A)TaqMan hPSC Scorecard Panel 将样本的基因表达谱与参考集的基因表达谱进行比较(分别为彩色点和灰色箱线图)。该检测使用超过 90 个基因和 13 个 PSC 的静态数据库进行比较。(B)PluriTest 检测使用微阵列数据根据多能性评分(反映多能性程度)和新颖性评分(反映分化程度)确认多能性标记表达。该检测使用超过 36,000 个转录本和超过 450 种细胞和组织类型的流体参考集进行比较。(C)KaryoStat+ 检测提供全基因组覆盖,可准确检测拷贝数变化和基因组畸变。
CEPT 补充剂可促进健康单细胞克隆的建立。使用补充有 CEPT 混合物的培养基生成并接种微流体平台的克隆细胞系显示出与亲本系相似的增殖率和对单细胞解离的敏感性(图 3)。新的克隆系在培养中保持未分化状态,表达预期的多能性标记,并通过定向分化方法展示多能性。使用 CEPT 补充剂生成的克隆细胞系保持正常核型,在基因组癌症热点处未检测到染色体异常或 p53 突变。
作为Pit-Oct-unc(POU)域家族的转录因子,八聚体结合转录因子6(OCT6)参与干细胞发育和分化的各个方面。然而,目前,其在猪诱导的多能干细胞(PIPSC)中的作用尚不清楚。在这里,我们探索了PIPSC中OCT6的功能。我们发现,过表达OCT6的PIPSC在分化条件下保持了菌落的形态和多能性,其基因表达模式与非差异PIPSC的基因表达模式相似。功能分析表明,OCT6通过激活磷脂酰肌醇3-激酶蛋白激酶B(PI3K-AKT)信号传导活性来减轻细胞外信号调节激酶(ERK)信号传导途径对PIPSC多能性的不良反应。我们的研究阐明了OCT6促进PSC维护的机制。
研究单位的研究目标既纯粹和应用,又包括以下所有细胞和分子方法:1)更好地定义和表征家用禽和哺乳动物物种中多能性的基础,以获得最大可能的发育可塑性,以获得多能干细胞(PSC); 2)控制和诱导PSC的分化以获得用于生物技术目的的原始表型,作为研究宿主 - 病原体相互作用的底物; 3)开发新方案,以诱导脑类胚类药物和器官中不同物种的PSC,以模仿体外某些发育过程。sbri在研究不同物种中PSC的多能性方面具有独特的专业知识,并能够掌握和使用分子生物学来研究这些细胞及其衍生物的遗传和表观基因组功能。
动脉粥样硬化性心血管疾病 (ASCVD) 仍然是全球最大的死亡原因 2 。血脂异常是与 ASCVD 发展有关的一个关键的可改变的因果风险因素。最近,G 蛋白偶联受体家族的成员 G 蛋白偶联受体 146 (GPR146) 被证明是血浆胆固醇的调节剂 3,4 。GPR146 在小鼠体内的肝脏抑制已显示出良好的特性,它对高胆固醇血症和动脉粥样硬化具有保护作用,这种作用独立于低密度脂蛋白受体 (LDLR) 通路 3 。为了更好地理解所涉及的生物学机制,我们开发了一种先进的基因工程人类诱导多能干细胞 (hiPSC) 模型,该模型因 GPR146 而无效。 GPR146 -/- 细胞系 (ITXi001-A-1) 源自我们实验室先前从尿液祖细胞 (ITXi001-A) 1 中重新编程的对照 hiPSC 的基因组版本。基因组版本使用 Alt-R™ CRISPR-Cas9 系统 (Integrated DNA Technologies) 进行,针对两个等位基因上的 GPR146 外显子 2。ITXi001-A-1 是通过挑选单个菌落建立的,其基因型通过 PCR 筛选 (图 1A - 上图和下图) 并通过 Sanger 测序确认 (图 1B)。我们进一步表明,GPR146 基因的遗传版本不会诱导基因组的脱靶版本(筛选 10 个预测位点 - (补充文件 3A)),也不会诱导 ITXi001-A-1 细胞的基因组完整性(分析 24 个拷贝数变异)(补充文件 1)。我们验证了 ITXi001-A-1 细胞不含支原体(补充文件 3B),并且它们与最初采集的尿液细胞来自同一个体(16 个 STR 的亲子鉴定 - 补充文件 2)。总体而言,ITXi001-A-1 细胞呈现:I- 与 ITXi001-A 细胞相比具有相似的形态(图 1C)II- 多能性标志物的阳性表达(通过 OCT3/4 和 TRA-1–60 的免疫荧光染色检测)(图 1D)。 III- 多能性细胞表面标志表达阳性(流式细胞术检测 SSEA-4 和 TRA1-60)(图 1E)。IV- 多能性标志物的表达水平与 ITXi001-A 细胞相同(NANOG、POU5F1 和 SOX2 - 通过 RT-qPCR 测量)(图 1F)。V- 具有优异的分化为中胚层、内胚层和外胚层的能力(通过 SOX17 和 FOXA2(中胚层);T(TBXT) 和 HAND1(内胚层)以及 PAX6 和 SOX1(外胚层)的 RT-qPCR 评估,与 ITXi001-A 细胞相似)(图 1G)。
目标。DROSHA和DICER在microRNA(miRNA)的生物发生中具有中心作用。然而,我们先前表明,在鼠系统中,Drosha具有替代功能,可以直接识别和切割蛋白质编码的信使(M)RNA,这对于维护造血干细胞(HSC)的多能力至关重要。维持鼠HSC功能取决于Drosha介导的两个mRNA,myl9和todR1的裂解。这项研究的目的是确定该途径是否在人类HSC中保存。方法。DROSHA和DICER用短发夹RNA击倒了人绳CD34 + HSC。在体外和人类小鼠中分析了HSC的功能。通过捕获5 0磷酸化的RNA进行mRNA裂解的分析。结果。与鼠类HSC一致,Drosha敲低损害了人类HSC在体外的分化,并植入了人类小鼠,而迪切尔的敲低却没有影响。drosha在人类HSC和Drosha缺乏效率中切割MYL9 mRNA导致mRNA的积累。但是,Myl9的异位表达并不损害人类HSC的功能。 我们无法识别人类对TODR1的同源物。 结论。 DROSHA的miRNA无关函数对于人类HSC的功能至关重要。 Drosha直接识别并降低了人类HSC中的mRNA。 然而,与鼠HSC不同,仅MYL9 mRNA的降解对于人HSC功能并不是至关重要的。但是,Myl9的异位表达并不损害人类HSC的功能。我们无法识别人类对TODR1的同源物。结论。DROSHA的miRNA无关函数对于人类HSC的功能至关重要。Drosha直接识别并降低了人类HSC中的mRNA。然而,与鼠HSC不同,仅MYL9 mRNA的降解对于人HSC功能并不是至关重要的。因此,Drosha必须抑制其他靶标和/或具有另一种与miRNA无关的功能,这对于保护人类HSC的多能性至关重要。