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胚胎干细胞可以分化成来源于胚胎三胚层和胚胎外组织的所有细胞类型。一些转录因子如Oct4和Nanog等对维持未分化状态的胚胎干细胞生长起着重要作用,而表观遗传学调控对抑制干细胞向各个胚层的特异性分化也有同等重要的作用。然而,在胚胎干细胞中这样的抑制机制还不十分清楚。
在本文的工作中,我们集中在NuRD(Mi-2)蛋白复合体的两个组成成分Chd4和Mbd3在小鼠胚胎干细胞中的功能研究。我们发现通过RNA干扰技术降低Chd4在小鼠胚胎干细胞中的表达能显著诱导细胞凋亡,表明Chd4对维持干细胞的存活(viability)起着重要作用。另一方面,在干细胞中降低Mbd3的表达使滋养外胚层的基因表达水平升高,包括Cdx2,Eomesodermin,Hand1和Gata6。同时,这些细胞在Cdx2,Eomesodermin和Gata6启动子组蛋白3的乙酰化水平也有所升高,提示Mbd3在未分化的干细胞中起到抑制这些基因表达的作用。而且,在滋养层干细胞的培养条件下可以进一步促进降低Mbd3表达的胚胎干细胞向滋养外胚层细胞的分化。最后,在嵌合体胚胎实验中, Mbd3表达降低的细胞可以整合到囊胚的滋养外胚层中。综上实验结果说明,NuRD蛋白复合体中Chd4与Mbd3在小鼠胚胎干细胞中的作用并不完全相同,Chd4对小鼠胚胎干细胞的存活是必需的,而Mbd3对抑制滋养外胚层的分化维持胚胎干细胞的多能性有重要的表观调控功能。