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表观遗传调控在间充质干细胞分化选择中的作用机制是什么?

阅读:1302发布时间:2012-7-13

    该研究主要揭示了组蛋白去甲基化酶KDM4B和KDM6B调控间充质干细胞成骨向分化的分子机制。由于组蛋白去甲基化酶(裸鼠甲基化酶,猪甲基化酶)具有化学可修饰性,本研究成果为间充质干细胞命运选择的调控提供了全新的思路,同时也为干细胞介导的再生医学和代谢性骨疾病,如骨质疏松症治疗方法的研究开辟了新的方向。

 

    人骨髓间充质干/基质细胞是一种多能性祖细胞,具有多向分化潜能,包括分化为成骨细胞和脂肪细胞。虽然对MSC命运转录调控的研究取得了重大进展,但对MSC分化表观遗传学调控人们确知之甚少。本研究表明,组蛋白去甲基化酶KDM4B和KDM6B通过消除H3K9me3和H3K27me3甲基化修饰,在骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化的决定过程中发挥关键作用。去除KDM4B或KDM6B显著降低MSC向成骨细胞分化,并且增加向脂肪细胞的分化。

 

    其机制是,KDM6B通过消除H3K27me3控制HOX基因的表达,而KDM4B消除H3K9me3以促进 DLX的表达。重要的是,H3K27me3及H3K9me3阳性的骨髓MSCs在去除卵巢和衰老小鼠体内显著升高。在这些小鼠体内脂肪生成作用是高度活跃的。由于组蛋白去甲基化酶是可化学修饰的,KDM4B和KDM6B可能作为治疗靶点,控制MSC分化命运的选择,并为骨代谢疾病,如骨质疏松症的新治疗方法的研发提供线索。

 

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