環(huán)狀RNAs在干細(xì)胞多能性和重編程中的功能研究.pdf

1、轉(zhuǎn)錄因子介導(dǎo)的體細(xì)胞重編程技術(shù)不僅避免了傳統(tǒng)干細(xì)胞研究的倫理問題;同時(shí)在疾病模型、藥物篩選等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。系統(tǒng)地研究重編程過程中的分子機(jī)制不僅有助于理解細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)變的內(nèi)在聯(lián)系，更有助于獲得臨床級別的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPSCs)用于疾病治療。近些年的研究表明環(huán)狀RNA(circRNA)的表達(dá)呈現(xiàn)出細(xì)胞類型特異性且參與調(diào)控大腦神經(jīng)發(fā)育、腫瘤的發(fā)生發(fā)展，暗示其具有重要的生物學(xué)功能。但circRNA在體細(xì)胞重編程和多能性中的研究還未見

2、報(bào)道。
　　本論文第一部分以小鼠胚胎干細(xì)胞(mESCs)和體細(xì)胞重編程為模型探索circRNA的生物學(xué)功能。首先采用環(huán)狀RNA測序的方法系統(tǒng)的比較circRNA在胚胎干細(xì)胞和胚胎成纖維細(xì)胞(MEFs)中的表達(dá)差異;然后結(jié)合生物信息學(xué)分析和功能預(yù)測，篩選出特定的circRNA進(jìn)行雙向PCR測序驗(yàn)證;進(jìn)一步針對特定的circRNA，通過siRNA敲低和過表達(dá)研究其對小鼠胚胎干細(xì)胞多能性的調(diào)控;最后在OG2MEF細(xì)胞中篩選能夠調(diào)控重編程

3、的circRNA分子。研究發(fā)現(xiàn)circGatad2a，circKdm2a，circMad111過表達(dá)可以穩(wěn)定地促進(jìn)OG2MEF細(xì)胞的重編程效率。進(jìn)一步研究表明這三種環(huán)狀RNAs過表達(dá)能夠不同程度的促進(jìn)重編程后期多能性基因（如Nanog, Pou5f1等）的表達(dá)且不依賴于自身mRNA基因的變化。
　　本論文第二部分基于課題組已有的發(fā)現(xiàn):即敲低抑制復(fù)合物NCoR/SMRT能顯著提高OSKM介導(dǎo)的小鼠體細(xì)胞重編程效率并促進(jìn)多能性基因的表

4、達(dá)，進(jìn)一步探索NCoR/SMRT抑制復(fù)合物和重編程因子間的作用關(guān)系。并以此高效重編程系統(tǒng)為模型，初步研究促重編程circRNA表達(dá)的差異。研究發(fā)現(xiàn)，重編程因子OSKM都能和NCoR/SMRT復(fù)合物相互作用，但與c-Myc的作用最強(qiáng)。為此我們推測NCoR/SMRT抑制復(fù)合物主要由c-Myc招募去抑制重編程后期多能性基因的激活，從而降低體細(xì)胞重編程的效率，但敲低NCoR/SMRT介導(dǎo)的高效重編程系統(tǒng)并未影響部分促重編程circRNA的表達(dá)。

5、
　　綜上所述，本論文主要研究circRNA在小鼠胚胎干細(xì)胞和體細(xì)胞重編程中的生物學(xué)功能。通過高通量的circRNA測序和系統(tǒng)的功能篩選發(fā)現(xiàn)circRNAcircGatad2a, circKdm2a-1＃，circMad111可以促進(jìn)體細(xì)胞重編程的效率，具體的分子機(jī)制還有待于后續(xù)研究;另一方面發(fā)現(xiàn)c-Myc參與招募抑制復(fù)合物NCoR/SMRT去抑制多能性基因的激活，并且敲低NCoR/SMRT介導(dǎo)的高效重編程系統(tǒng)并未影響促重編程ci