近日，省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室的包斯琴教授科研团队在国际权威期刊《 Stem Cell Reports》发表了关于干细胞研究的新成果。该研究发现，只添加 JAK/STAT3 信号通路的调控因子 LIF（Leukemia Inhibitory Factor）的化学成分明确培养基，可以维持小鼠胚胎干细胞（Embryonic Stem Cells, ESCs）多能性，并揭示在此过程DNA甲基转移酶（DNMTs）对ESCs多能性的调控机制。
该研究与北京未来基因诊断高精尖创新中心研究员、北京大学生命科学学院BIOPIC中心汤富酬教授共同合作，项目得到国家自然科学基金、自治区科技重大专项及内蒙古大学高层次人才科研启动经费的支持。
小鼠胚胎干细胞是从着床前胚胎的内细胞团中分离出来的，自从40年前小鼠多能性胚胎干细胞首次建立以来，包括饲养层细胞/血清，血清/LIF，BMP4/LIF和目前普遍用的2i/L（GSK3抑制剂CHIR99021，MEK1/2抑制剂PD0325901和LIF）在内的多种胚胎干细胞培养体系已经发展起来。前期研究普遍认为小鼠ESCs体外培养液—2i/LIF主要通过对WNT、FGF/ERK和 JAK/STAT3信号通路的调控来维持 ESCs 多能性。然而，在这三种不同的信号通路中哪种信号通路对ESCs多能性维持起决定性作用，其精确的调控机制仍不清楚。
科研团队单独添加LIF的条件下培养2i/L-ESCs，获得LIF依赖的小鼠胚胎干细胞系 L-ESCs。在转录组测序分析显示，L-ESCs 的基因表达水平接近 2i/L-ESCs，并具有较高的 DNA 甲基化特征，可定位处于 naive 和 primed 的中间状态。更重要的是，科研团队发现 DNA 甲基转移酶（DNMTs）在 L-ESCs 的适应和自我更新过程中起着重要的作用。
科研团队通过实验结果显示,上调 DNA 甲基化可提高 L-ESCs 的适应效率，而 Dnmt3a 或 Dnmt3l 敲除的 ESCs 向 L-ESCs 适应效率显著减低。在发育能力测试中，科研团队发现了 L-ESCs 可成功贡献到胎儿，获得的嵌合体小鼠具有生殖嵴转移能力。
LIF因子在干细胞培养体系中独特作用与其相关机制的研究，对今后研究 ESCs多能性维持的分子机制和人类干细胞临床应用提供了理论依据与技术支撑。
论文链接：https://www.cell.com/stem-cell-reports/fulltext/S2213-6711(21)00047-3
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