高紹榮教授課題組在《Cell Reports》發(fā)表論文揭示人原始態(tài)（naïve state）多能干細(xì)胞首個(gè)功能性表面分子標(biāo)志物ALPPL2及其作用機(jī)制
2020年3月17日，我院高紹榮教授團(tuán)隊(duì)在Cell Reports發(fā)表題為“Identification of ALPPL2 as a naïve pluripotent state-specific surface protein essential for human naïve pluripotency regulation”的研究論文，首次鑒定出特異指征人naïve態(tài)多能性的功能性表面分子標(biāo)志物ALPPL2，并發(fā)現(xiàn)其對(duì)于人類naïve態(tài)多能性的建立及穩(wěn)定維持具有重要作用。針對(duì)ALPPL2作為人naïve多能干細(xì)胞特異功能性表面標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)，高紹榮課題組已經(jīng)申報(bào)并獲批了中國發(fā)明專利。
Naïve多能性相關(guān)研究是近年干細(xì)胞及重編程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)及難點(diǎn)。人類naïve 態(tài)多能干細(xì)胞由于具有更強(qiáng)的可塑性，在發(fā)育生物學(xué)、再生醫(yī)學(xué)、藥物篩選、疾病研究與治療等方面擁有巨大的應(yīng)用前景。因此，能特異性指征naïve態(tài)多能性的表面分子標(biāo)志物的鑒定和發(fā)現(xiàn)，將為naïve態(tài)多能細(xì)胞的分離、提純以及naïve態(tài)誘導(dǎo)和培養(yǎng)體系的進(jìn)一步優(yōu)化提供重要基礎(chǔ)。
在本項(xiàng)研究中，研究人員以系統(tǒng)比較人naïve態(tài)及primed態(tài)多能干細(xì)胞的全膜蛋白表達(dá)差異為基礎(chǔ)，運(yùn)用iTRAQ-MASS定量技術(shù)及高通量測(cè)序組學(xué)分析技術(shù)，鑒定出naïve態(tài)多能性特異表面分子候選庫。在蛋白質(zhì)水平和轉(zhuǎn)錄組水平上對(duì)naïve態(tài)和primed態(tài)多能干細(xì)胞進(jìn)行系統(tǒng)比較，發(fā)現(xiàn)ALPPL2特異的高表達(dá)于naïve態(tài)多能干細(xì)胞中。并且，在naïve態(tài)體細(xì)胞重編程、naïve-primed轉(zhuǎn)化等系統(tǒng)中，利用ALPPL2啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的熒光報(bào)告系統(tǒng)可特異指征naïve態(tài)多能性的建立或退出，從而鑒定出ALPPL2為naïve態(tài)多能性的特異細(xì)胞表面標(biāo)記物。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，敲除ALPPL2會(huì)特異地影響naïve態(tài)多能性的建立、穩(wěn)定及維持，證明ALPPL2蛋白是一個(gè)功能性的naïve態(tài)表面分子標(biāo)志物。
接下來，研究人員利用免疫沉淀（IP）及免疫共沉淀（co-IP）實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)與ALPPL2的相互作用蛋白：RNA結(jié)合蛋白IGF2BP1。在naïve態(tài)多能干細(xì)胞中敲除IGF2BP1，會(huì)產(chǎn)生與ALPPL2敲除后相似的表型。RNA免疫共沉淀（RIP）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，敲除ALPPL2會(huì)影響IGF2BP1對(duì)naïve態(tài)多能性特異基因STAT3和TFCP2L1 mRNA的穩(wěn)定結(jié)合，從而導(dǎo)致STAT3及TFCP2L1 表達(dá)水平降低，進(jìn)一步揭示了ALPPL2調(diào)控naïve態(tài)多能性的分子作用機(jī)理。
同濟(jì)大學(xué)直博生畢焱和涂志奮為本文共同第一作者；本文的其他作者還包括張艷平助理研究員、楊鵬教授、博士生郭明岳、朱學(xué)昊、周建鋒、趙程辰博士及王紅老師；高紹榮教授，王譯萱教授為本文的共同通訊作者。本研究得到了科技部、基金委和上海市科委的支持。
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