中文摘要
诱导性多能干细胞(iPS)实现了细胞遗传信息 "重新编程",已分化的功能细胞可以转化为类胚胎干细胞,开辟了干细胞治疗新领域。但是目前iPS细胞的建立都要利用病毒载体,具有诱发细胞恶性转变的风险,这对细胞治疗是不安全的。因此需要研究重编程机制,优化更为安全、可靠的iPS生成方法。染色体组蛋白的翻译后修饰在重编程表观遗传机制中发挥重要作用。然而目前iPS组蛋白修饰的系统分析尚未见报道,iPS和胚胎干细胞(ES)组蛋白修饰的比较也尚不清楚。本项目拟针对iPS以上问题,使用质谱定量分析策略,联合多种先进的分析技术,全面检测并绘制iPS组蛋白修饰图谱;系统比较来源于同一种属小鼠的体细胞与iPS之间、iPS与ES之间各种修饰的相似性和差异。建立iPS组蛋白修饰的系统分析方法,提供优化iPS生成方法的组蛋白修饰评价方法,揭示细胞重编程过程组蛋白修饰的变化规律,为重编程过程组蛋白修饰功能的研究提供线索。
结题摘要
诱导性多能干细胞(iPSC)在器官再生修复、干细胞治疗和药物研究的等领域具有极大的潜力。但是由于目前建立的iPSC具有诱发细胞恶性转变的风险,对细胞治疗是不安全的。iPS表观遗传密码的研究对iPS细胞优化、筛选以及机制的理解都具有重要意义。细胞染色体组蛋白翻译后修饰(PTMs)是表观遗传密码的重要内容,然而由于组蛋白PTMs种类繁多、丰度差异大、且动态变化等特点,组蛋白PTMs的系统分析鉴定面临困难和挑战。本项目以干细胞组蛋白PTMs为目标,联合生物质谱,同位素标记和生物信息学等技术,1)建立了干细胞组蛋白各种PTMs的系统分析平台,探索了发现新的蛋白修饰形式的新策略。2)全面检测并绘制了iPSC组蛋白PTMs的图谱,鉴定并比较了同一种属小鼠的iPSC和胚胎干细胞(ESC)组蛋白修饰组图谱的相似性和差异,评价了各个修饰位点的丰度差异。3)定量分析了干细胞向神经前体细胞分化过程组蛋白修饰组的动态变化,并拓展研究了小鼠精母细胞到圆形精子细胞发育过程,组蛋白PTMs的丰度变化规律。研究结果表明:初步建立的组蛋白修饰的系统定量方法在评价iPSC表观遗传密码以及分析其动态变化规律方面具有潜力。
