中国科技大学Nature子刊干细胞研究重要发现

　　来自中国科技大学、安徽医科大学、中科院的研究人员证实，线粒体E3连接酶March5通过抑制ERK信号维持了小鼠胚胎干细胞（ESCs）的干性。这一重要的研究发现发布在6月2日的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。

　　中国科技大学的吴缅（Mian Wu）教授、梅一德(Yide Mei)教授和安徽医科大学的Lin Miao是这篇论文的共同通讯作者。吴缅教授的主要研究方向是p53与肿瘤代谢、非编码RNA与肿瘤、iPS分子调控机制。梅一德教授则主要从事癌蛋白和抑癌蛋白介导的信号通路以及其在肿瘤形成中的作用，特别是非编码RNA参与肿瘤形成的分子机制研究。

　　ESCs是源自囊胚内细胞团，能够维持自我更新状态，并保留了多谱系特化及分化能力的一类原始干细胞。由于ESCs具有分化为任何特定细胞类型的潜能，被广泛用于研究发育过程和细胞治疗。为了能够利用ESCs的全部潜能，更好地了解调控ESC多能性的潜在分子机制具有至关重要的意义。

　　以往的研究揭示出小鼠ESCs (mESCs)的多能性是由多个可溶性因子，例如LIF、BMP和Wnt，以及某些核转录因子包括Stat3、Oct4、Sox2、Nanog和Klf4 共同维持。因此，mESCs最常用的胚胎条件就是加入血清和LIF的培养基，LIF可以通过激活Stat3来促进ESC自我更新。Oct4是维持ESCs 未分化状态和多能性必需的一个关键转录因子。除了Oct4，Sox2和Nanog也被视为是ESC多能性转录网络的核心元件。研究证实Oct4、Sox2 和Nanog通过形成了相互联系的自动调控网络维持了ESCs的身份。搜索LIF下游的转录因子表明，Klf4在调控ESC多能性中发挥重要作用。除了 Klf4，另外两个Klf家族成员Klf2和Klf5也特异性存在于mESCs中。这些结果均表明，ESCs的多能状态受到了多个信号网络的复杂调控。

　　在这篇新文章中研究人员报告称发现，E3泛素连接酶March5参与维持了mESC多能性。抑制mESCs中的March5可导致mESCs从原始多能性状态发生分化。机制研究证实，作为Klf4的一个转录靶标，March5催化了PKA的负调控亚基——Prkar1a发生K63多聚泛素化，激活了 PKA，由此抑制了Raf/MEK/ERK信号通路。并且，March5能够替代MEK/ERK抑制剂在无血清培养条件下维持mESC多能性。此外，March5可以部分取代Klf4用于体细胞重编程。

　　新研究揭示出了Klf4–March5–PKA–ERK信号通路在维持mESCs干性中起重要的作用。