發(fā)布時(shí)間：2024-02-26 19:39

　　背景與目的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)和胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells,ESCs)具有許多共同特征,包括相似的形態(tài)、基因表達(dá)和體外分化譜。然而,iPSCs的基因組穩(wěn)定性遠(yuǎn)低于ESCs。在本研究中,我們研究了iPSCs中DNA損傷修復(fù)的改變是否為其具有更大誘變傾向的原因。方法將小鼠iPSCs、ESCs和胚胎成纖維細(xì)胞暴露于電離輻射(4 Gy),導(dǎo)致雙鏈DNA斷裂。照射4 h后使用全基因組重測(cè)序評(píng)估DNA損傷修復(fù)的保真度。我們還分析了分別源自iPSCs或ESCs的小鼠的基因組穩(wěn)定性。結(jié)果照射后,與胚胎干細(xì)胞和胚胎成纖維細(xì)胞相比,iPSCs具有較低的DNA損傷修復(fù)能力,有更多的體細(xì)胞突變和短片段插入缺失。iPSCs有更多的非同源末端連接DNA修復(fù)和更少的同源重組DNA修復(fù)。源自iPSCs的小鼠比ESCs小鼠以及C57對(duì)照小鼠的DNA損傷修復(fù)能力更低。結(jié)論本研究結(jié)果部分表明,iPSCs的低基因組穩(wěn)定性及其在體內(nèi)的高致瘤性是由DNA損傷修復(fù)的低保真度所致。

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【部分圖文】：

圖3暴露或不暴露于電離輻射中的細(xì)胞在指定時(shí)間的基因表達(dá)水平

我們的研究表明，iPSCs的表觀遺傳狀態(tài)可能有助于或調(diào)節(jié)其基因組不穩(wěn)定性。iPSCs中H3K9me3和磷酸化ATM水平的變化可能意味著細(xì)胞對(duì)DNA損傷修復(fù)通路的依賴性不同，因此其保真度不同。未來(lái)的研究應(yīng)進(jìn)一步研究表觀遺傳學(xué)和其他因素在iPSC基因組不穩(wěn)定性中的潛在影響。圖4DN....

圖4DNA修復(fù)相關(guān)蛋白的磷酸化水平

圖3暴露或不暴露于電離輻射中的細(xì)胞在指定時(shí)間的基因表達(dá)水平今后的工作還需要探究干細(xì)胞的內(nèi)在或外在因素在多大程度上決定了惡性轉(zhuǎn)化的風(fēng)險(xiǎn)。Tomasetti等[62]發(fā)現(xiàn)某些組織中的癌癥風(fēng)險(xiǎn)與干細(xì)胞所經(jīng)歷的分裂數(shù)密切相關(guān)，表明基因組突變的積累主要導(dǎo)致腫瘤發(fā)生的高風(fēng)險(xiǎn)。相反，另一項(xiàng)研....

圖1ESCs、lv-iPSCs和MEFs的基因表達(dá)譜

RNA-seq分析結(jié)果顯示，lv-iPSCs與ESCs的基因表達(dá)譜相似，但與MEF的基因表達(dá)譜不相似（圖1a），表明iPSC具有多能性。由于基因組穩(wěn)定性取決于DNA損傷修復(fù)，我們分析了DNA損傷修復(fù)途徑相關(guān)基因的表達(dá)情況。在lv-iPSCs和ESCs之間沒有發(fā)現(xiàn)這些基因在表達(dá)上....

圖2電離輻射后每個(gè)細(xì)胞系的基因組變異情況

電離輻射可能會(huì)改變lv-iPSCs中某些基因的表達(dá)，進(jìn)而產(chǎn)生高突變率。為明確這一點(diǎn)，我們比較了輻射細(xì)胞和對(duì)照細(xì)胞的RNA-seq分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是否輻射，都有相似的基因表達(dá)譜（圖3a）。事實(shí)上，輻射似乎只上調(diào)了ESCs中的46個(gè)基因和lviPSCs中的30個(gè)基因（圖3b）。與l....

本文編號(hào)：3911756