[00132718]基于连续重编程体系研究重编程过程中的基因突变及其生物学功能

(1)课题来源与背景。课题类型：公益研究与能力建设;课题来源：广东省科技厅;课题名称：基于连续重编程体系研究重编程过程中的基因突变及其生物学功能;课题编号：2016A020214020 （2）研究目的与意义。iPS细胞的诞生为再生医学的发展注入了新的动力,病人特异性iPS细胞的获得在临床上具有广阔的应用前景,但iPS细胞的基因组稳定性至关重要,将严重影响其临床应用,尤其是可遗传的基因突变,将大大增加iPS细胞的安全隐患。因此,加强对干细胞的研究和再生医学的战略部署,对改善全民的健康水平具有举足轻重的意义。 （3）主要论点与论据。iPS细胞的基因组稳定性的研究手段主要是全基因组水平DNA测序或DNA芯片技术,研究策略通常是对不同来源的iPS细胞及其起始细胞进行比较,通过与数据库的比对找到突变基因。这种策略无法系统了解重编程压力与基因突变间的关系。而建立连续重编程体系,并借助高通量测序手段对连续重编程压力下的基因突变展开进一步的筛选,能够系统地阐明基因组稳定性与重编程的关系。因此,如果能够建立连续重编程体系并利用其展开大规模的基因突变筛选,结合CRISPR-Cas9介导的基因靶向修饰对关键突变位点在发育中的功能进行研究,将有助于理解连续重编程过程中基因组稳定性的维持问题,确定关键SNV在发育中的功能及分子机制。 （4）创见与创新。建立连续重编程体系,并利用其特性,构建连续重编程过程中的基因突变筛选模型,绘制连续重编程过程中基因组的突变易发位点图谱,并对发育相关的关键SNV进行深入研究,从而系统地理解基因组稳定性与重编程的关系,推动干细胞领域的发展。 （5）社会经济效益,存在的问题。本项目的实施,将会促进建立iPS细胞基因组稳定性检测相关产品的研发,及建立相关的临床前使用指标,具有潜在的社会应用价值。 （6）历年获奖情况。无 （7）成果简介要向社会公开,请不要填写商业秘密内容。1)HPC/HSCs与MEF细胞相比,更容易被重编程iPS细胞;在重编程过程中,p21, Ink4a, Arf和Snail呈上调趋势,从而使中间态细胞的增值能力更强;分别过表达p21, Ink4a, Arf和Snail,能够降低HPC/HSCs的重编程能力。该研究为改进体细胞重编程的方法提供重要的线索,有利于我们改进和提高目前常用的体细胞重编程技术;2)HPC/HSCs来源的iPS细胞具有较强的多能性,能够高效地支持四倍体补偿小鼠的全程发育;同时,HPC/HSCs来源的iPS细胞不具有大规模的表观遗传记忆模式,且其定向分化能力并未受到其细胞来源的影响。该研究表明造血前体/干细胞更适合重编程为iPS细胞,造血系统来源的iPS细胞可能更适合于临床应用,这为干细胞临床转化提供了新的思路;3)人类精子发生是一个高度调控的分化和细胞命运过程,主要包括3种精原细胞、7种精母细胞和4种精子细胞;正常男性精子发生的单细胞表达图谱为男性不育的诊断提供了重要的参考,通过对一例非梗阻性无精症患者睾丸残留细胞的分析,确定该患者睾丸不存在生殖细胞,同时确定该患者的睾丸微环境正遭受严重的DNA损伤,这为男性不育的诊断和治疗提供了新的思路。