改变细胞命运的方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及生物技术领域，更具体的，本发明设及改变细胞命运的方法，及其由该 方法获得的构建体W及细胞。
【背景技术】
[0002] 随着干细胞研究的深入，科学家们发现终末分化的哺乳动物细胞也是具有全能 性的，成体细胞可W被重编程，改变基因表达谱从而改变它的命运，重新拥有多能性或者 直接转分化变成另一种细胞。早期体细胞重编程的方法主要有两种；核移植和细胞融 合，但是该两种方法仍然需要设及到胚胎，在伦理方面受到极大的限制。2006年，日本 Yamanaka实验室在重编程领域获得了突破性的研究成果，发现通过外源表达四个转录因子 Sox2, 0ct4,Klf4和c-Myc可W使小鼠成纤维细胞重编程为多能干细胞（iPSC)，为干细胞研 究开拓了一个新的方向，并因此获得诺贝尔奖。随后的短短几年间，体细胞重编程领域的 进展异常迅猛。虽然诱导多能干细胞研究初期遇到许多问题，包括外源癌基因插入，效率 低下，甚至还有自体免疫反应等问题，但是各种改进方法的提出大大促进了重编程技术的 机制及应用研究。通过方法改进使重编程的体细胞不仅仅是小鼠成纤维细胞，重编程技术 被应用到各种物种及细胞中。科学家们还筛选出各种重编程因子组合，不仅提高了重编程 效率与质量，而且还避免了癌基因的插入，并且还发展了蛋白诱导，小分子化合物诱导等方 法。
[0003] 重编程技术的目标就是在临床上解决病人特异的多能细胞的大量获得难题。科学 家已经在实验室成功用重编程技术和基因修复技术治疗了镶刀型贫血的小鼠。虽然该个技 术离临床还很遥远，但是科学家们已经成功诱导出许多单基因突变疾病的病人iPS细胞， 用作药物筛选和基因修复。重编程和发育分化一样是细胞命运的改变。但是在细胞向其他 细胞转变的过程中发生了什么，也是人们迫切想知道的。
[0004] 然而，目前如何改变细胞命运尤其是促进体细胞的重编程，仍有待进一步研究。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商 业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种能够有效改变细胞命运尤其是促进体细胞 的重编程的方法。
[0006] 首先，需要说明的是，本发明是基于发明人的下列发现而完成的：
[0007] 细胞中存在复杂的信号通路来调控脂代谢，设及到许多转录因子，蛋白酶及受体。 许多与脂肪酸，甘油S醋及胆固醇合成相关的酶都受到固醇调节元件结合蛋白（SREBPs) 的调控。Srebps属于膜结合的碱性螺旋-环-螺旋亮氨酸拉链化HLH-zip)转录因子家族。 Srebp家族主要由两个基因编码，分别是Srebp-1与Srebp-2。Srebp-1基因位于11号染 色体而Srebp-2基因位于15号染色体。Srebp-1由第一个外显子的选择性剪切产生两个 异构体为Srebp-la与Srebp-lc。与其他bHLH-zip转录因子不同的是Srebps除了可W结 合该家族转录因子结合的E-box序列（CANNTG，N代表任意碱基），还有结合到固醇调控序 列（SRE，TCACNCCAC)的能力，而该种结合能力主要由结构域中的一个酪氨酸控制。与大多 数转录因子不同的是SR邸Ps合成后首先是由大约1150个氨基酸组成的无活性的前体结合 在内质网膜上，主要由=个功能域组成；（1)大约480个氨基酸组成的转录激活域，包括氨 基端的激活域及DNA结合区；（2)两个疏水的跨膜部分；（3)约590个氨基酸的駿基端调节 域。当受到激活信号后，错定在内质网的前体会通过包含两个步骤的分裂过程释放氨基端 的转录激活结构域进入细胞核，即产生有活性的核内形式。一旦激活入核，Srebps蛋白激 活许多下游脂代谢相关基因表达，从而促进许多脂肪酸，甘油=醋及胆固醇合成。Srebps蛋 白的入核受到许多信号调控，主要是胞质胆固醇，膜岛素及非饱和脂肪酸浓度。进入细胞核 后Srebps蛋白活性也受到许多翻译后修饰的调控，包括己酷化，磯酸化及泛素化。Srebps 除了调控脂代谢稳态外，还与许多其他转录因子或者蛋白相互协作，激活其他的信号通路， 甚至可W参与到表观遗传调控中。同时，越来越多的数据说明Srebps还与许多生理活动和 疾病有关，包括免疫反应，自瞻，癌症和糖尿病，并且Srebp-1对某些癌细胞的生成及增值 是必须的。尽管Srebp家族蛋白已经被研究得比较清楚了，但是它们还有许多重要功能或 作用机理需要我们继续探索。
[0008] 在对体细胞重编程的机理研究中，发现了重编程各个时期发生的标志性事件，包 括重编程早期的间充质到上皮样细胞的转换（MET)及MET之前的EMT，依赖氧化磯酸化的 代谢方式到依赖糖酵解的厌氧代谢的转化，部分重编程细胞（Pre-iP巧及后期组蛋白H3K9 甲基化的变化等表观遗传学变化。同时还逐渐阐明了各个重编程因子的作用机制，例如 0ct4在整个重编程过程中都有重要作用，最初被认为是不可替代的因子。Klf4主要是通过 TGFPf目号通路影响MET,Sox2主要在重编程晚期作用，c-Myc主要在前期作用不仅下调了 体细胞相关基因表达，促进增殖与代谢转化，还有助于其他=个因子对下游祀点的结合。体 细胞重编程是细胞命运转变的过程，设及到许多复杂的机制，虽然目前已经对其机制有了 部分了解，但是距离完全阐明还有很长的路要走。
[0009] 而本发明的发明人，发现并鉴定出Srebp-1蛋白的过表达可W促进体细胞重编程 的效率。因而，发明人认为，Srebp-1蛋白的该个新功能可W用来研究细胞命运变化。进而， 发明人发现，Srebp-1蛋白的过表达能够有效改变细胞命运尤其是促进体细胞的重编程。
[0010] 由此，本发明有效地提出了一种能够改变细胞命运尤其是促进体细胞的重编程的 方法。
[0011] 需要说明的是，在本文中所使用的术语"细胞命运"是指从一种细胞类型向另一种 细胞类型的转变，包括体细胞的重编程、转分化W及干细胞的分化。
[0012] 根据本发明的一个方面，本发明提供了一种改变细胞命运的方法。根据本发明的 实施例，该方法包括使所述细胞过表达具有选自下列氨基酸序列的蛋白质；(a)SEQIDNO: 1所示的氨基酸序列；(b)SEQIDNO; 1所示的氨基酸序列的一部分；(c)与（a)和化）中所 示氨基酸序列具有至少80 %，优选至少90 %，更优选至少95 %，进一步优选至少99 %序列 同一性的氨基酸序列。
[0013] 其中，SEQIDNO;1所示的氨基酸序列为Srebp-1蛋白的氨基酸序列，具体为；MD ELAFGEAALEQTLAEMCELDTAVLNDIEDML化INN孤SDFP化抑APYAGGETGDTGPSSPGANSPESFSSASLAS SLEAFLGGPKVTPAPLSPPPSAPAALKMYPSVSPFSPGPGI邸EPVPLTILQPAAPQPSPGTLLPPSFPAPPV化SP APVLGYSSLPSGFSGTLPGNTQQPPSSLPLAPAPGVLPTPALHTQVQSLASQQPLPASAAPRTNTVTSQVQQVPVVL QPHFIKAD化化TAVKTDAGATVKTAGISTLAPGTAVQAGPLQTLVSGGTILATVPLVVDTDKUIHRLMGSKALG SAQSRGEKRTAHNAI邸RYRSSINDKIVEL邸LVVGTEAKLNKSAVL服AIDYIR化卵SNQKLK犯化IIRSAHKS KSL邸LVSACGSGGGTDVSMEGMK阳晋6化1???50465?5955 化SFGSRASSSGGSD沈PDSPA阳DSQVKAQR 。甜SRGMLDRSRLALCVLA化化TCNPLASLFGWGILTPSDATGTHRSSGRSMLEAES畑GSNWTQWIXPPLVWLA NGLLVLACLA化FVYGEPVTRP服GPAVHFWRHRKQADLDLARGDFPQAAQQLWLALQALGRPLPTS化DLACSLLW 化IR化LORLWVGRWLAGgAGG化畑R化服DARASA畑AAVVYHKL册LHAMGKYTGGHLAASNLALSALNLAECA GDAISMATLAEIYVAAALRVKTSLPRALHFLTRF化SSARQACLAQSGSVPLAMQWLCHPV細RFFVDGDWAV服AP 阳SLYSVAGNPVDPLAQVTRLFREHLLERALNCIAQPSPGAADGDREFSDALG化化LNSCSDAAGAPA