來自中科院上海生命科學研究院生化與細胞所，同濟大學生命科學與技術學院，美國梅奧臨床癌癥研究中心的研究人員發(fā)現(xiàn)小分子化合物通過E-cadherin蛋白能加速重編程過程，這為提高iPS細胞誘導效率提供了一種新策略。

    細胞重編程是指已經(jīng)分化的細胞重新獲得分化多能性的過程。誘導多能干細胞即iPS細胞是通過向體細胞中以病毒方式導入外源的四個轉錄因子Oct3/4，Sox2，c-Myc及Klf4而獲得，具有與胚胎干細胞（ESC）相似的形態(tài)和表觀遺傳特征，更重要的是，二者具有相似的分化能力，即分化的性。iPS細胞的出現(xiàn)使得無倫理爭議的病人特異性的干細胞獲得成為可能，而由病人特異性的iPS細胞分化得到的特異性前體細胞和成熟細胞即可應用在組織器官移植治療、基因治療、藥物篩選模型的建立、以及特異疾病分子機制的研究等多方面。了解重編程過程復雜的分子機制有利于開發(fā)更加安全和有效的iPS誘導方法。

    研究人員在已有的iPS細胞誘導體系的基礎上，發(fā)現(xiàn)細胞粘附相關分子E-cadherin蛋白在iPS形成過程中起著重要作用。E-cadherin蛋白的表達水平在細胞重編程過程的早期即開始上調(diào)；在*重編程的iPS細胞中存在著與ES細胞中相同的由E-cadherin蛋白介導的細胞-細胞連接，下調(diào)E-cadherin的表達會降低iPS形成效率，反之，過表達E-cadherin能夠促進iPS形成效率。在重編程過程中過表達E-cadherin而得到的iPS細胞具有和ES細胞一樣的分化性。

    進一步的研究發(fā)現(xiàn)篩選得到了兩種能夠通過促進E-cadherin蛋白表達而提高iPS細胞誘導效率的小分子化合物，從而提供了優(yōu)化iPS細胞誘導效率的新策略。

    研究成果表明，Dnmt3a和Dnmt3b起源于脊椎動物產(chǎn)生時期附近的一次基因倍增事件，但哺乳動物Dnmt3b甲基化染色體DNA的能力顯著高于Dnmt3a以及非哺乳動物的Dnmt3b。后續(xù)的序列比對和氨基酸突變實驗表明，一個僅在哺乳動物Dnmt3b中存在的單一氨基酸替換I662N決定了其較高的甲基化染色體DNA的能力。

    近期裴鋼研究組還獲得了表觀遺傳學研究方面的進展，他們發(fā)現(xiàn)進化過程中的單一氨基酸替換增強了哺乳動物Dnmt3b甲基化基因組DNA的能力。

    該研究組進一步的研究提示，這個氨基酸替換顯著增強了Dnmt3b結合核小體DNA的能力。而且，該氨基酸替換對于Dnmt3b甲基化哺乳動物基因組中的重復序列具有重要的作用。有趣的是，他們發(fā)現(xiàn)在哺乳動物產(chǎn)生的過程中，隨著這些重復序列占基因組比例的大大提高，Dnmt3b的進化速率也顯著高于Dnmt3a。