成纤维细胞重编程为肝细胞过程的表观遗传研究

高等动物大部分的成体细胞与全能干细胞一样，携带有完整的遗传信息。成体细胞已被证明可以被重编程到全能干细胞，最近一些研究发现通过过表达某些基因，也可以实现不同类型成体细胞之间的转化，如将小鼠胚胎纤维细胞直接重编程为神经细胞。我们实验室的前期结果表明利用慢病毒系统在成体小鼠鼠尾成纤维细胞中过表达肝脏细胞转录因子，可以将小鼠鼠尾成纤维细胞重编程为肝细胞类似细胞（iHep细胞）。这些iHep细胞具有典型的上皮细胞形态，能表达肝脏特异的基因，并在体外获得了一些肝实质细胞的功能。在此项目中，我们计划进一步优化成纤维细胞向iHep细胞重编程实验方案；并以此独特的模型，用染色体免疫沉淀和深度测序的方法，研究体细胞基因表达谱式建立和维护的表观遗传机制，特别是组蛋白H3甲基化修饰状态在细胞重编程过程中的动态变化对基因表达的影响。

转录因子诱导细胞去分化和转分化重编程，是一个表观遗传修饰重建的过程，由转录因子结合到组织特异基因位点，引起染色体重塑和表观遗传改变，诱导组织特异基因表达。深入研究该过程表观遗传修饰重建和细胞对此的应答机制，对于理解分化细胞命运维持这一基本生物现象极为重要，对提高重编程效率也有应用价值。之前研究发现，p53的激活是去分化重编程的关键抑制机制。我们也发现失活p53的上游分子p19Arf，大大提高肝向转分化的效率。然而，对于p53是否应答了重编程过程的表观遗传修饰重建，以及激活p53的分子调控尚未明确。本项目将以成纤维细胞肝向转分化为研究体系，解析转录因子诱导的染色质重塑及表观遗传改变；阐明细胞应答染色质重塑和表观遗传改变的分子机制；着重揭示转分化重编程中染色质重塑是否激活p53，并鉴定关键调控蛋白。本项目将有助于深入理解细胞重编程的分子调控，也为高效获得iHep细胞提供理论支持。