【前沿进展】Cell Regen | 染色质重塑与成体干细胞命运决定

学术   2024-10-14 17:15   上海  

高绍荣

同济大学生命科学与技术学院特聘教授、院长

教育部“细胞干性与命运编辑”前沿科学中心主任


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染色质重塑指染色质结构的动态变化。除DNA甲基化和组蛋白修饰外,染色质重塑复合物作为细胞内染色质功能调控的重要结构,利用ATP水解产生能量,对核小体进行位置或组分的改变,以此调节染色质的可及性,进而调控基因表达、DNA复制及DNA损伤修复等过程。近年来,染色质重塑因子在发育、疾病发生中受到关注,已有综述文章专门报道了这方面的研究进展。 




近日,南昌大学类器官研究院赵冰教授团队在Cell Regeneration发表了题为“Chromatin remodeling in tissue stem cell fate determination”的综述文章。文章阐释了以染色质重塑复合物为代表的表观遗传调控在成体干细胞命运决定中的作用,并结合成体干细胞的功能特征与调控方式总结了四类染色质重塑复合物亚基在其命运决定中的具体调控过程与分子机制。同时,作者对染色质重塑在成体干细胞中的研究重要性与对组织再生与疾病中的潜在作用与临床价值进行了探讨



真核生物中,染色质重塑复合物可以根据其ATP水解酶外的其他亚基的结构与功能差异分为四类,SWI/SNF,ISWI,CHD和INO80;这四类复合物通过消耗ATP实现DNA绕核小体组蛋白位移调控染色质的可及性,造成核小体沿DNA的滑动、组蛋白的排出和组蛋白变体的置换等不同结果,从而对基因的转录进行选择性的调控。


染色质重塑复合物作为表观遗传调控因子
调节染色质可及性与转录过程



成体干细胞作为机体中的重要细胞来源,在维持组织的稳态与损伤修复中发挥重要作用。在过去的几十年间,人们陆续在不同的器官中发现了表达组织特异性标志物的成体干细胞。随着干细胞基础研究与科学技术的发展,人们针对这些成体干细胞,在其发育来源、谱系可塑性、内源与外源性调控等方面进行了系统性研究。


细胞命运决定是发育生物学中的重要科学问题,通过建立不同品系的小鼠模型,可以揭示染色质重塑因子在特定环境中成体干细胞的命运决定中的作用。由此,解析染色质重塑因子在不同类型的成体干细胞中命运决定中的具体作用成为了干细胞领域的一个研究方向。经典的成体干细胞包括造血干细胞、肠道上皮干细胞、神经干细胞、皮肤干细胞等,染色质重塑因子通过调控成体干细胞的基因表达指引其干性维持与谱系分化方向,进而影响组织器官的稳态维持与疾病发生


染色质重塑复合物参与调控成体干细胞命运决定


总体而言,染色质重塑复合物在参与不同组织成体干细胞命运调控的过程中调节不同的基因转录过程,发挥独特的功能。对于不同染色质重塑因子在更多成体干细胞的命运决定中的深入研究,有利于为解决成体干细胞中染色质重塑因子功能障碍引发的组织稳态失调,发育性疾病以及癌症提供新的临床治疗靶点。

















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Cite this article:

Li, X., Zhu, G. & Zhao, B. Chromatin remodeling in tissue stem cell fate determination. Cell Regen 13, 18 (2024). https://doi.org/10.1186/s13619-024-00203-z



通讯作者


赵冰,南昌大学、第一附属医院双聘教授,南昌大学类器官研究院执行院长。研究成体干细胞命运决定机制,发展类器官培育新策略。








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2019年,Cell Regeneration (中文名《细胞再生(英文)》)经过了编辑队伍和期刊方向调整等大动作后,再度出现在学界同仁的视线中。该杂志是中国细胞生物学学会的官方出版物,采取开放获取OA的出版模式,在学会支持下目前不向作者收取发表费用APC;致力于搭建干细胞与再生医学研究的学术交流平台,促进再生医学从基础到临床转化应用。期刊文章目前已被Elsevier Scopus、Embase,PubMed Central,DOAJ,以及ESCI等数据库收录。


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