中國農大李寧院士Cell子刊發布細胞重編程新系統

　　來自中國農業大學、美國猶他大學的研究人員報告稱，他們構建出了一種新型甲氧芐啶(trimethoprim ,TMP)體細胞重編程系統，為重編程機制研究提供了一個有價值的新工具。這一突破性的研究發表在5月6日的《Stem Cell Reports》雜志上。

　　中國工程院李寧(Ning Li)院士以及中國農業大學生物學院的吳森(Sen Wu)教授是這篇論文的共同通訊作者。李寧院士在畜禽功能基因挖掘與分子育種，以及牛體細胞克隆和轉基因體細胞領域取得大量重要的成果，被譽為是“中國動物轉基因克隆研究領軍人物”。吳森教授的主要研究方向為動物遺傳工程與干細胞。

　　由體細胞誘導生成的iPSCs為再生醫學帶來了極大的希望。當前，研究人員主要是采用經典的方法即通過異位表達轉錄因子Oct4、Klf4、 Sox2和c-Myc，或其他的組合來將小鼠和人類體細胞重編程為iPSCs。然而，在確保將這些iPSCs高效、安全、可靠地投入臨床應用之前，仍然需要更深入地了解重編程的機制。

　　Cre/loxP系統和多西環素(Dox)誘導系統近年被廣泛應用于在重編程機制研究中。2009年山中伸彌利用Dox系統證實了，體細胞是以一種有序及隨機的方式被重編程為iPSCs。然而，Dox系統存在的一些局限性，例如需要反式激活蛋白，以及對基因表達水平有限的控制，表明需要一種更為靈活的、具有微調能力的系統來進一步剖析重編程的分子機制。通過確定必需重編程因子的最佳水平，我們或許可以能夠提高多個物種的重編程效率和質量。

　　近期有研究報道稱，開發出了一種可誘導系統借助于市場上可購買到的一種小分子TMP調控了蛋白質的穩定性。在這一系統中，研究人員通過操控一種融合蛋白帶上來自大腸桿菌二氫葉酸還原酶的失穩結構域(destabilizing domain，dd)，導致了蛋白質失穩定被蛋白酶體所降解。添加TMP可以一種快速地、可逆的、劑量依賴性方式穩定這一融合蛋白，由此可改變蛋白質周轉速度，將短壽或檢測不到的蛋白質轉變為能在精確控制的時間內發揮功能的蛋白。

　　在這篇新文章中，中國農業大學的研究人員將這一TMP調控的dd插入到了基于piggyBac轉座子的重編程載體中，構建出了新型TMP體細胞重編程系統，利用這一系統他們誘導生成了小鼠和豬的iPSCs。他們證實通過以一種劑量依賴性方式添加TMP可以精確的調控重編程蛋白的水平及穩定性。利用這一工具，研究人員發現在重編程的早期和中期階段，可以不需要外源性的OCT4或KLF4，而重編程早中期階段外源性的SOX2表達則是成功重編程的必要條件。

　　研究人員稱，他們開發的這一TMP重編程系統為在重編程機制研究中確定轉錄因子的化學計量和短時需求提供了一個重要的工具。