記者從中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院獲悉，該院潘光錦課題組研究發(fā)現PRC2復合物決定人胚胎干細胞是否能向整個(gè)外胚層譜系分化，并且在維持naive（幼稚態(tài)）和primed（始發(fā)態(tài)）兩種狀態(tài)的胚胎干細胞多能性中發(fā)揮不同的作用。相關(guān)研究近日在線(xiàn)發(fā)表在《自然?通訊》。

　　組蛋白H3第27位賴(lài)氨酸三甲基化（H3K27me3）是一類(lèi)非常重要的組蛋白修飾，通過(guò)抑制基因表達，在X染色體失活，胚胎發(fā)育和疾病的發(fā)生方面都發(fā)揮至關(guān)重要作用。H3K27me3的形成是由多梳蛋白抑制復合物2（PRC2）介導的。PRC2的核心組分是EED、SUZ12、EZH1和EZH2，其中EZH1和EZH2是具有H3K27甲基轉移酶的功能。盡管PRC2和它修飾的H3K27me3已被證明在小鼠胚胎發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用，但是它們在細胞命運轉變過(guò)程中具體作用機制、尤其是介導人胚胎干細胞多能性與分化過(guò)程中的具體作用還不清楚。

　　潘光錦課題組首先通過(guò)CRISPR/Cas9介導的編輯技術(shù)，在人胚胎干細胞中分別敲除PRC2的核心組分，發(fā)現敲除PRC2的不同組分，人胚胎干細胞的形態(tài)不一致。完全缺失PRC2（SUZ12或EED或EZH1/EZH2）將導致人胚胎干細胞退出多能性狀態(tài)，發(fā)生傾向于產(chǎn)生中內胚層的逐漸自發(fā)分化；而缺失EZH1或EZH2的人胚胎干細胞保持未分化狀態(tài)，但是不能有效地產(chǎn)生神經(jīng)外胚層。這些結果說(shuō)明PRC2維持人胚胎干細胞多能性是必需的，并且特化神經(jīng)外胚層的產(chǎn)生。

　　接著(zhù)，該課題組通過(guò)構建可誘導性敲除PRC2的人胚胎干細胞，確認BMPs蛋白激活是PRC2缺失引起人胚胎干細胞自發(fā)分化的原因。課題組進(jìn)一步展示缺失PRC2的小鼠胚胎干細胞可以維持自我更新?tīng)顟B(tài)，但是轉變成始發(fā)狀態(tài)的小鼠上胚層干細胞發(fā)生自發(fā)分化；將人胚胎干細胞轉變成幼稚態(tài)時(shí)，發(fā)現缺失PRC2可以維持其多能性狀態(tài)。

　　潘光錦表示，研究結果揭示PRC2在細胞命運決定過(guò)程中譜系特化和不同多能性狀態(tài)的特異性作用，對于人胚胎干細胞是否能向整個(gè)外胚層譜系分化起決定作用，并且在維持naive（幼稚態(tài)）和primed（始發(fā)態(tài)）兩種狀態(tài)的胚胎干細胞多能性發(fā)揮不同的作用。