医学进展
2010年11月号
医学进展
医生日记
在他乡

突变型p53和细胞重新编程:效率与风险并存

    干细胞重编程技术是指不通过胚胎而获得多能干细胞的方法,通过基因重组或者细胞融合等方法,影响染色质的表观遗传修饰,调控基因的沉默与表达,使得成体细胞逆分化获得多能胚胎干细胞。2006年,日本京都大学科学家Takahashi和Yamanaka等发现将四种基因:Oct-3/4、Sox2、c-Myc和Klf4通过逆转录病毒载体导入小鼠皮肤成纤维细胞中,可以使来自胚胎小鼠或者成年小鼠的成纤维细胞拥有胚胎干细胞的多能性。Yamanaka还发现Nanog蛋白是一种具有阻碍分化作用的转录因子,对于维持小鼠胚胎干细胞多能性起到很重要的作用。锌指蛋白KLF4是Krüppel 样转录因子家族的一员,在干细胞和分化细胞中高表达。KLF4是一个双重功能转录因子,根据不同的靶基因,通过不同的机制,既可以激活又可以抑制转录作用。另外,KLF4在不同的肿瘤中可以作为癌基因或肿瘤抑制因子。

    最近研究发现,通过阻断p53基因可以将皮肤细胞转化为干细胞的成功率提高百倍。但是p53具有抑制细胞癌变、阻止肿瘤生长的作用,因此在通过阻断p53提高转化率时,也有潜在致癌风险。最近以色列研究人员利用小鼠胚胎成纤维细胞(MEFs)p53突变模型对体细胞基因重排进行了研究。p53突变的MEFs慢病毒转染Oct-4、Sox2 和 KLF4后所诱导出的干细胞数量显著高于p53敲除组。p53突变组干细胞Nanog基因表达同样高于p53敲除组。这些重新编程的细胞均具有分化为三个胚层细胞的能力,并且这些细胞注入小鼠皮下后4至6周可形成畸胎瘤、恶性肉瘤等肿瘤,p53敲除和突变组二者无差异。分析这些肿瘤细胞的突变p53表达水平发现,肿瘤细胞p53表达量高于注入小鼠体内之前的重编程细胞。p53敲除细胞和p53突变细胞相比,Oct-4和Sox2基因表达水平p53突变组显著高于p53敲除组。基因KLF4原本为抑癌基因,转染入p53敲除细胞和p53突变细胞后其性质转变为癌基因,转染KLF4后细胞的肿瘤形成能力大大高于转染前。

    综上所述,重新编程细胞转化来的干细胞具有多向分化的潜能,但是细胞的这种转化其状态非常不稳定,尤其是通过抑制p53基因来提高转化率,转化后的细胞具有很高的肿瘤形成风险。(编译:吴娟娟)

参考文献:《Journal of Experimental Medicine》2010;207:2127-2140

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