EMBO Rep丨NANOG：原始態(tài)人胚胎干細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄、表觀遺傳與代謝的守護(hù)者

人胚胎干細(xì)胞具有無限的自我更新（self-renewal）能力以及分化為機(jī)體所有類型細(xì)胞的潛能（pluripotency, 多能性），在基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用方面均具有重要價(jià)值。根據(jù)發(fā)育潛能的不同，人胚胎干細(xì)胞存在原始態(tài)（ na?ve ）與始發(fā)態(tài)（primed）兩種多能性狀態(tài)，它們在轉(zhuǎn)錄調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、表觀遺傳和代謝等方面均表現(xiàn)出顯著差異。 然而，維持原始態(tài)人胚胎干細(xì)胞特征的關(guān)鍵調(diào)控因子及其作用機(jī)制尚不明確。

近日，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院/中國科學(xué)上海院營養(yǎng)與健康研究所金穎團(tuán)隊(duì)在 EMBO Reports 上發(fā)表題為 NANOG governs cell metabolism and redox homeostasis in human na?ve embryonic stem cells 的研究成果，揭示了核心轉(zhuǎn)錄因子NANOG在維持原始態(tài)人胚胎干細(xì)胞自我更新與多能性中的多重調(diào)控功能。

研究團(tuán)隊(duì)通過構(gòu)建可誘導(dǎo)敲除或敲低NANOG的人胚胎干細(xì)胞模型，運(yùn)用多組學(xué)整合分析策略，發(fā)現(xiàn)在原始態(tài)人胚胎干細(xì)胞中NANOG不僅直接激活原始態(tài)多能性基因的轉(zhuǎn)錄，并抑制胚外細(xì)胞譜系標(biāo)志基因的轉(zhuǎn)錄，還通過調(diào)控多個(gè)乙酰輔酶A合成相關(guān)基因（如 ACSS2 、 DLAT 、 MPC2 等），維持細(xì)胞內(nèi)乙酰輔酶A水平，進(jìn)而保障組蛋白乙酰化修飾（如H3ac、H4ac、H3K27ac等）。此外，NANOG還通過激活抗氧化基因 GPX2 ，維持原始態(tài)人胚胎干細(xì)胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)，防止活性氧積累引起的細(xì)胞死亡。尤為重要的是，NANOG缺失會(huì)導(dǎo)致原始態(tài)人胚胎干細(xì)胞的雙價(jià)代謝（糖酵解與氧化磷酸化）失衡，揭示其在能量代謝調(diào)控中的核心地位（圖1）。

圖1 NANOG在維持原始態(tài)人胚胎干細(xì)胞存活與多能性中的作用模型

該研究闡釋了NANOG通過協(xié)同調(diào)控轉(zhuǎn)錄、表觀遺傳和代謝，維持原始態(tài)人胚胎干細(xì)胞特性的多維機(jī)制 ，不僅深化了對原始態(tài)多能性調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的理解，也為優(yōu)化原始態(tài)人胚胎干細(xì)胞的培養(yǎng)體系及其在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用提供了新思路。

原文鏈接：https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44319-025-00629-9

制版人：十一

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