导读:OCT4在干细胞研究中被视为“明星分子”,传统理论认为它通过调控基因转录来维持干细胞特性。然而,最新研究表明,在压力环境下,OCT4能“兼职”成为RNA翻译官,直接激活AKT信号通路,帮助干细胞抵御压力,实现存活。这一突破性研究发表于《Stem Cell Research & Therapy》,下面让我们深入了解它如何重塑此领域的理论基础。
文章信息
标题:OCT4转录性促进AKT信号通路作为RNA结合蛋白在压力多能干细胞中的作用
发表期刊:Stem Cell Research & Therapy
发表时间:2025年2月
作者团队:浙江大学医学院王英杰、康博、陈文洁团队
影响因子:71
DOI:10.1186/s13287-025-04229-1
核心发现
(1) 研究通过qRT-PCR和Western blot实验发现,敲低OCT4后,AKT1的mRNA水平显著上升,但蛋白水平变化不大,这表明OCT4在转录后水平调控AKT1的表达。
(2) OCT4通过结合mRNA的5'-UTR来促进翻译。HITS-CLIP实验显示,OCT4在全基因组范围内分别与mRNA的5'-UTR、CDS和3'-UTR结合,尤其是在富含GC的5'-UTR区域。
(3) OCT4结合了多个PI3K/AKT通路基因的mRNA,如AKT1和PIK3R2,并通过RIP-qPCR验证这些结合事件的真实性。
(4) 质谱分析揭示OCT4与多个翻译起始相关蛋白(如EIF3G、HNRNPA1)相互作用,暗示OCT4可能参与翻译起始的调控。
(5) OCT4通过IRES介导的翻译起始促进AKT1的翻译。RNA-seq和RNC-seq分析显示,OCT4敲低后,20%的全局基因翻译比率下降,尤其是PI3K/AKT通路基因的翻译比率显著降低,表明OCT4在这些基因的翻译中起重要作用。
(6) OCT4促进的AKT1翻译增强了多能干细胞的抗压能力。通过CRISPR/Cas9技术敲入TAP标签,破坏AKT1 mRNA的5'-UTR结构,结果显示TAP-AKT1蛋白水平显著降低,且细胞对氧化应激的敏感性增加。
机制图解
在压力下,OCT4的工作机制为:应激信号→OCT4激活→结合AKT1 mRNA→招募翻译机器→AKT蛋白合成↑→激活下游生存信号→干细胞抗压能力UP!
研究意义
✅ 理论升级:这一发现挑战了“OCT4=转录因子”的传统认知,揭示了其多样化的功能。
✅ 应用潜力:为优化干细胞疗法(如提高移植存活率)提供了新靶点,甚至为癌症治疗开辟了新思路!
未来展望
🔮 OCT4是否能够调控其他关键mRNA?
🔮 是否可以设计小分子药物,靶向OCT4的RNA结合功能?
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