近日，杨磊博士、李光鹏教授等在美国实验生物学会联合会会刊《The FASEB Journal》（二区，IF= 5.391）上发表题为“Inhibiting repressive epigenetic modification promotes telomere rejuvenation in somatic cell reprogramming”的研究论文。该研究对端粒在体细胞重编程过程中的作用机制进行了研究。
端粒（Telomere）是染色体末端的一段DNA重复序列（TTAGGG），这些重复序列与端粒结合蛋白共同构成了“端粒保护复合体（Shelterin）”。Shelterin的作用是保持染色体的完整性和控制细胞分裂周期。端粒除了能维持染色体的结构稳定外，还在调控细胞生长、发育分化乃至细胞重编程等一系列生命活动中扮演着重要角色。在早期的研究中，Shiels等认为克隆羊“多莉”表现出的早衰症状与端粒长度延长不足有关；Betts和King在克隆牛中也观察到了类似的现象。然而，Lanza等则得出完全不同的结论，认为克隆牛的端粒长度不仅没有缩短，而是显著得到了恢复；Dean等同样发现克隆猪的端粒长度能够发生重编程而得到恢复。因此，有关克隆动物中端粒是否发生重编程的观点各不相同，并且以往报道中的克隆动物种类和数量都有限，并不具有代表性结论。
本研究以克隆牛、羊及小鼠为材料，首先比较了克隆前后动物体细胞端粒的长度变化规律，发现在发育正常的克隆动物中端粒得到了显著恢复，而在发育异常的克隆动物中端粒不但没有得到恢复，反而会更加缩短甚至短于供体细胞。克隆胚胎在“合子基因组激活（ZGA）”时期会发生端粒的重编程，并在ZGA过程中建立了特定的端粒长度。无论供体细胞核的端粒长度如何，该过程都能恢复克隆胚中的端粒长度。进一步研究发现，发育正常的克隆胚胎中的端粒长度与受精胚胎具有相似的动态特征，而在发育阻滞的克隆胚胎中端粒没有得到有效的重编程。因此，端粒在体细胞重编程过程中发挥着极其重要的作用。通过筛选发现，在胚胎培养液中添加小分子化合物（Trichostatin A, TSA; Sodium butyrate, NaB; PD0325901, PD; Melatonin, MT）及低氧培养条件（hypoxic-culture environments, 5% O2）下可以有效提高端粒重编程的效率。
李光鹏教授实验室的杨磊博士、刘雪霏技术员和宋丽爽博士研究生为本文的共同第一作者，李光鹏教授为通讯作者。本文的其他作者还包括苏广华老师、狄安琪硕士研究生、白春玲老师和魏著英老师。
论文链接：https://www.fasebj.org/doi/10.1096/fj.201901486RR
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