NCoR/SMRT蛋白复合体在调节细胞命运转变中的应用制造技术

本技术涉及NCoR/SMRT蛋白复合体在调节细胞命运转变中的应用，尤其涉及一种通过干扰NCoR/SMRT蛋白复合体的功能而实现细胞重编程的方法。本发明专利技术创造通过对一种蛋白复合体的调节，实现了更快更高效的细胞重编程。具体包括通过降低表达水平、添加化学小分子或过表达显性负抑制蛋白来干扰NCoR/SMRT共抑制复合体的功能，从而加速体细胞(somatic cells)到诱导多功能干细胞(iPSCs)的重编程过程，并极大的提高重编程的效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及生物
，尤其涉及一种通过干扰NCoR/SMRT蛋白复合体的功能而实现细胞重编程的方法。
技术介绍
NcoR/SMRT是属于同一家族的一对具有高度同源性的蛋白因子，在进化上非常保守，存在于从低等生物到人类的所有物种。他们最早是作为激素受体的共抑制因子而被发现，可以结合甲状腺激素受体和视黄酸受体，在没有配体的情况下，由受体带到它们的靶基因上，抑制这些基因的表达。而当激素受体与激素配体相结合，NcoR/SMRT将从受体上解离下来，激素受体与转录共激活因子如P300相结合，行使转录激活功能。除了激素受体，很多其他的转录因子也可以和NcoR/SMRT相结合并发挥调节作用。NcoR/SMRT的生理功能非常广泛。在小鼠胚胎中对NcoR/SMRT进行敲除，绝大多数胚胎分别在胚胎第15.5天和第16.5天死亡，前者死于神经系统，红细胞和胸腺发育障碍；后者则出现了前脑发育不正常，最终致死原因为心力衰竭。敲除实验显示了NcoR/SMRT在神经、造血、心脏的发育和功能中起到重要作用。除了发育中的功能，NcoR/SMRT在表观遗传调控上也起到关键作用。NcoR/SMRT可以和包括HDAC3在内的几乎所有组蛋白去乙酰化酶(histonedeacetylase，HDAC)家族成员相互作用，调节组蛋白的乙酰化修饰，决定染色质的开放程度。NcoR/SMRT总是以转录抑制复合体的形式存在并发挥作用，其核心成分包括NcoR或SMRT、组蛋白去乙酰酶HDAC3，这两个组分总是存在于复合体中。其他成分如TBL1，TBLE1，GPS2，ZBTB3等则根据不同的细胞环境而选择性存在。作为核心成分的HDAC3可以去掉组蛋白的乙酰化修饰，使染色质结构变得更紧凑，抑制基因的表达。人们长期认为，随着分化过程的进行，动物细胞的多向分化潜能会消失，逐渐限定为某种特异的功能，这种变化是不可逆的。然而最近的研究表明，体细胞核移植、细胞融合、过表达胚胎干细胞(EmbryonicStemCells)中的三个核心转录因子Sox2,Oct4,Klf4都可以把体细胞重编程为诱导多潜能干细胞(PluripotentStemCells)。这些发现使人们认识到细胞内存在一些因子可以决定细胞的命运，通过对这些因子进行调控，就可以控制细胞的命运，得到人类想要的细胞类型。这种细胞命运的转化为未来更广泛的进行临床上的细胞替代治疗奠定了基础。人们将来可以通过重编程将体细胞诱导为多能干细胞，进一步分化为自己想要的细胞类型；也可以通过转分化，使一种细胞直接转变为另一种细胞类型，以此来获得数量上足够，质量上安全的临床级细胞制品。转分化是人为的对不同细胞命运转变进行调控的一大成功。不同于重编程，转分化是通过体外操作，直接将一种细胞类型诱导为其他细胞类型，这种转换既可以是同一胚层细胞间的转换，也可以是跨胚层的细胞命运转变。目前已经有包括三个胚层在内的很多细胞类型实现了转分化。这些转分化的实现多依赖于不同转录因子的组合，尤其是与目的细胞命运相关的关键转录因子。当这些关键转录因子被过表达之后，细胞从基因表达到形态变化都会经历一个转变的过程，最终成为另一种细胞类型。转录因子具有位点识别功能，它们能特异性的靶定到基因组的某些区域，并招募一系列共同作用因子来实现调控功能。这些共同作用因子经常形成大的复合物，并可以调控重要的表观遗传修饰，如组蛋白甲基化或乙酰化，DNA甲基化等等，它们在转分化中的重要性还没有得到很好的研究。除了正常的细胞命运转变过程，癌症的发生可以看做是一种非正常的细胞命运转变。一种说法认为，癌细胞由正常细胞获得基因变异，变异积累后成为恶性的癌细胞。另一种说法认为体内存在癌症干细胞，该细胞在正常情况下处于静息状态，不会恶性爆发。而当环境发生变化后，受到细胞内外综合因素的影响，会无限制的增值，形成肿瘤。这两种说法，均为从正常状态，向非正常状态转变，而内在的转变因素，是什么原理触发了该种转变，尚不清楚。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种实现细胞重编程的方法。本专利技术的内容包括NCoR/SMRT蛋白复合体在调节哺乳动物细胞命运转变中的应用，所述哺乳动物细胞尤其是小鼠细胞或人类细胞。进一步地，该应用是通过调节所述NCoR/SMRT蛋白复合体中NCoR/SMRT蛋白或其他部分，主要是HDAC3的活性或表达水平实现的。进一步地，所述细胞命运转变是a)体细胞到诱导多功能干细胞的退分化过程或b)从体细胞到其他细胞类型特别是神经细胞、血液细胞、肝脏细胞的转分化过程或c)细胞癌变等非正常的细胞命运转变过程。另一方面，本专利技术的内容还包括NCoR/SMRT蛋白复合体在促进成体细胞体外成熟中的应用。另一方面，本专利技术的内容还包括一种实现细胞命运转变的方法，，通过干扰NCoR/SMRT蛋白复合体的功能而实现。进一步地，所述细胞命运转变为细胞重编程。进一步地，所述干扰NCoR/SMRT蛋白复合体的功能的方法包括但不限于基因敲除、降低其表达水平、添加化学小分子或过表达显性负突变体。进一步地，所述显性负突变体为HDAC3蛋白的显性负抑制突变体。进一步地，所述化学小分子包括但不限于降低NCoR/SMRT的活性的小分子，调节HDAC3活性的小分子，和阻断NCoR/SMRT与HDAC3相互作用的小分子。另一方面，本专利技术的内容还包括调节NCoR/SMRT蛋白复合体的活性或表达水平在癌症相关药物筛选和癌症治疗中的应用。进一步地，该应用是通过调节NCoR/SMRT蛋白复合体被癌基因c-Myc招募的过程实现的。本专利技术创造通过对一种蛋白复合体的调节，实现了更快更高效的细胞重编程。具体包括通过降低表达水平、添加化学小分子或过表达显性负抑制蛋白突变体来干扰NCoR/SMRT共抑制复合体的功能，从而加速体细胞(somaticcells)到诱导多功能干细胞(iPSCs)的重编程过程，并极大的提高重编程的效率。这种重编程包括小鼠细胞、人类细胞、其他物种细胞。我们预期从体细胞到其他细胞类型如神经细胞，血液细胞，肝脏细胞的转分化过程中，NCoR/SMRT复合体也将发挥重要功能，通过对其调节，可以达到更快更高效的细胞命运转变，同时提高目的细胞的质量，如肝脏细胞的解毒功能的成熟。同时，因为NCoR/SMRT与癌基因c-Myc有密切的相互作用，他们在正常细胞向癌细胞的非正常转变中也将发挥重要的作用。通过筛选得到的，能调节NCoR/SMRT与c-Myc的相互作用或调节NCoR/SMRT的活性的小分子，有可能会在未来的癌症治疗中发挥作用。我们也希望对这一方面进行保护。本专利技术为再生医学获得高效、优质、快捷的细胞源提供了保障，对于转分化细胞的移植应用也有重要的帮助。为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。附图说明图1.降低NCoR和SMRT的表达水平可以极大地促进重编程。(A)NCoR和SMRT的shRNA引起的重编程效率变化，统计时间为重编程第9天和第16天；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
NCoR/SMRT蛋白复合体在调节哺乳动物细胞命运转变中的应用，所述哺乳动物细胞尤其是小鼠细胞或人类细胞。

【技术特征摘要】
1.NCoR/SMRT蛋白复合体在调节哺乳动物细胞命运转变中的应用，所述哺乳动物细胞尤其是
小鼠细胞或人类细胞。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：该应用是通过调节所述NCoR/SMRT蛋白复合体
中NCoR/SMRT蛋白或其他部分，主要是HDAC3的活性或表达水平实现的。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于：所述细胞命运转变是a)体细胞到诱导多功能
干细胞的退分化过程或b)从体细胞到其他细胞类型特别是神经细胞、血液细胞、肝脏细
胞的转分化过程或c)细胞癌变等非正常的细胞命运转变过程。
4.NCoR/SMRT蛋白复合体在促进成体细胞体外成熟中的应用。
5.一种实现细胞命运转变的方法，其特征在于：通过干扰NCoR/SMRT蛋白复合体的功能而实
现。
6.根据权利要求5所...

【专利技术属性】
技术研发人员：米格尔·埃斯特班，庄强，克里斯蒂娜·班达，安德鲁·哈金斯，李文娟，许燕，
申请(专利权)人：中国科学院广州生物医药与健康研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44