哺乳動物DNA甲基化及其在體細胞誘導重編程中的作用

宋紅衛, 安鐵洙, 樸善花, 王春生

東北林業大學生命科學學院, 哈爾濱 150040

哺乳動物DNA甲基化及其在體細胞誘導重編程中的作用

宋紅衛, 安鐵洙, 樸善花, 王春生

東北林業大學生命科學學院, 哈爾濱 150040

誘導多能干細胞(Induced pluripotent stem cell, iPS)技術提供了將終末分化的細胞逆轉為多潛能干細胞的可能, 在干細胞基礎理論研究和再生醫學中具有重要意義。然而, 目前體細胞誘導重編程方法效率極低, 常發生不完全的重編程。研究表明, 在不完全重編程的細胞中存在體細胞的表觀遺傳記憶, 而DNA甲基化作為相對長期和穩定的表觀遺傳修飾, 是影響重編程效率和iPS細胞分化能力的重要因素之一。哺乳動物 DNA甲基化是指胞嘧啶第五位碳原子上的甲基化修飾, 常發生于CpG位點。DNA甲基化能夠調節體細胞特異基因和多能性基因的表達, 因此其在哺乳動物基因調控、胚胎發育和細胞重編程過程中發揮著重要作用。此外, 異常DNA甲基化可能導致iPS細胞基因印記的異常和X染色體的失活。文章重點圍繞DNA甲基化的機制、分布特點、及其在體細胞誘導重編程中的作用進行了綜述。

DNA甲基化; 誘導多能干細胞; 體細胞重編程

哺乳動物是由受精卵經過分裂和分化最終形成的復雜的多細胞生命體。不同類型的細胞含有相同的基因組, 但基因的表達具有時空特異性。與原核生物不同, 哺乳動物的DNA、組蛋白、非組蛋白和少量 RNA形成特殊的染色體結構。在染色體中, DNA的甲基化、組蛋白修飾和染色體重塑等表觀遺傳因素都能夠影響相應基因的表達, 在細胞分化和胚胎發育中具重要作用[1～3]。……