动物所与遗传发育所联合发现判断干细胞多能性的分子标准

　　6月18日出版的科学杂志Journal of Biological Chemistry（JBC）以封面文章形式刊发了中国科学院院动物研究所周琪研究员和遗传与发育生物学研究所王秀杰研究员的研究组合作取得的研究成果。此项研究首次发现了可以用来判断小鼠干细胞多能性水平的关键基因决定簇，对于干细胞多能性水平决定机理的研究和干细胞的临床应用具有重要的促进作用。

　　胚胎干细胞（ES）及诱导性多能干细胞（iPS）技术是近年来生命科学研究领域的持续热点，对揭示细胞重编程机制、研究个体发育以及再生医学的临床应用等都具有重要价值。2009年动物所周琪研究组率先证实了iPS细胞具有与胚胎干细胞相似的全能性，但同时亦发现获得具有完全多能性水平的iPS细胞的效率极低，多数iPS细胞由于重编程不完全而导致无法获得后代或后代具有生理缺陷等问题，成为其在再生医学中应用的一个巨大障碍。尤其是人类干细胞系由于伦理学的限制，不能通过发育能力进行鉴定，更加难以确定其多能性水平。因此，如何准确地判断干细胞的多能性状态并对其进行精确分型是干细胞的基础研究和转化应用过程中一个急需解决的问题。

　　利用长期积累的大量具有不同发育潜能的小鼠ES和iPS细胞系，周琪研究员与王秀杰研究员的研究组合作，系统地分析了这些细胞的编码基因、小分子RNA 和蛋白质表达谱，发现了一组在胚胎干细胞和具有完全多能性的iPS细胞中高表达，在仅具有部分多能性的iPS细胞中不表达或表达水平极低的一个关键基因组区域。通过多种细胞系证明，位于这个区域内基因与microRNA 簇的表达与细胞多能性状态和发育潜能呈正相关，因此可以用来作为判断干细胞和iPS细胞多能性水平的分子标记。

　　此发现于4月9日在JBC在线发表后，即受到国际同行的普遍关注。美国生物化学与分子生物学协会对此成果发表了专题报道，并被ScienceDaily等数十家国外媒体转载。由于在小鼠基因组中没有筛选出其他具有类似特性的基因簇，并且这一区域中的基因和microRNA簇在哺乳动物中高度保守，因此，若此区域在人类干细胞中具有同样的功能，则可作为判断人的ES与iPS细胞系多能性水平的标准，将大大推动人类干细胞的机理及临床应用的研究进程。

      此工作在JBC在线发表后不久，Nature杂志也在线刊发了美国科学家Konrad Hochedlinger研究组的研究工作，他们在小鼠基因组的同一区域获得了与此成果一致的结论，进一步证明了此成果的正确性和科学意义。