Rbm25通过转录调控多能性和表观遗传程序来支配胚胎干细胞的身份和命运

Rbm25 governs embryonic stem cell identity and fate through transcriptional regulation of pluripotency and epigenetic programs.

作者信息Wuyang Tang, Linlin Zhang, Pu Cao, Shengjun Bai, Meilin Sun, Jialun Li, Yuhang Zhang, Yan Wang, Di Tu, Jiemin Wong, Yufeng Qin, Brian D Bennett, Guang Hu, Xiaofeng Zheng, Pishun Li
PMID41455468
发布时间2026-01-13
DOI10.1016/j.stemcr.2025.102748

实验完整度

包含细胞系模型(E14、Rosa26-CreERT2等)、功能验证(敲低/敲除、分化、2CLC转化)、机制验证(CUT&Tag、荧光素酶报告基因、WGBS)多个独立证据层级。

主要模型

小鼠胚胎干细胞(E14TG2a) Rosa26-CreERT2小鼠胚胎干细胞 Oct4GiP报告基因细胞系 2C::tdTomato报告基因细胞系

重点核对

Rbm25敲低/敲除效率及特异性 ESC培养条件(含LIF、血清等) 4-OHT处理浓度(0.1 μM)和时间(2天) EB形成条件和时间 CUT&Tag及RNA-seq分析参数

摘要

在这篇文章中,Pishun Li及其同事表明RBM25作为转录调控因子,结合多能性和DNA甲基化相关基因的启动子来控制其表达,从而维持胚胎干细胞的自我更新和表观遗传状态,并将其作用扩展到RNA剪接之外。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Rbm25在胚胎干细胞自我更新、分化和向2细胞样细胞转化中的功能及机制是什么?
核心机制
RBM25作为转录共激活因子,结合多能性基因(Oct4、Sox2、Nanog、Klf4)和DNA甲基化相关基因(如Dnmt1、Uhrf1)的启动子,直接调控其表达,并通过维持SAM合成和DNA甲基化相关基因的表达来维持DNA甲基化状态,从而抑制2C样基因和转座子的激活。
主要证据
Rbm25 KO导致多能性基因下调、分化基因上调,DNA甲基化水平降低,2C标记基因和转座子去抑制;CUT&Tag显示RBM25结合于多能性和DNA甲基化相关基因启动子;荧光素酶报告基因验证了直接转录激活。
研究意义
该研究揭示了Rbm25在胚胎干细胞中作为转录调控因子的新功能,拓展了其作为剪接因子之外的调控作用,为理解干细胞命运决定和表观遗传调控提供了新机制。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

Rbm25表达模式分析

检测Rbm25在ESCs和体细胞中的表达水平及其与多能性的相关性。

通过RNA-seq和Western blot检测Rbm25在野生型ESCs和不同细胞中的表达,以及分化过程中的表达变化。

2

Rbm25功能缺失实验

验证Rbm25在维持ESC自我更新中的必要性。

通过shRNA敲低和CRISPR-Cas9条件性敲除Rbm25,观察ESC形态、增殖、碱性磷酸酶活性、多能性标志物表达及分化能力的变化。

3

转录组分析

分析Rbm25缺失对ESC基因表达谱的影响。

对Rbm25 WT和KO ESCs进行RNA-seq,鉴定差异表达基因,并进行GO和GSEA分析。

4

RBM25全基因组结合分析

确定RBM25在ESC基因组上的结合位点及其与转录调控的关系。

使用CUT&Tag技术绘制RBM25全基因组结合图谱,并分析与基因表达、组蛋白修饰及转录因子的共定位。

5

验证RBM25对靶基因的直接调控

验证RBM25是否能直接激活多能性和DNA甲基化相关基因的转录。

通过CUT&Tag-qPCR、双荧光素酶报告基因实验,检测RBM25在靶基因启动子区的结合及其转录激活能力。

6

DNA甲基化水平评估

探究Rbm25缺失对ESC全局DNA甲基化的影响。

通过HPLC检测全局5mC水平,WGBS检测单碱基分辨率甲基化变化,并用COBRA和亚硫酸盐测序验证特定区域。

7

2C样细胞状态分析

检验Rbm25缺失是否促进ESC向2C样细胞转化。

利用2C::tdTomato报告系统检测tdTomato阳性细胞比例,并分析2C标记基因(Zscan4a、Zfp352等)和滋养层标志物表达。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
DMEM培养基ServicebioG4511
胎牛血清BI04-002-1A
白血病抑制因子Prospeccyt-645
非必需氨基酸Gibco11140-050
β-巯基乙醇RHAWNR054186
明胶SigmaV900863
DMEM培养基----
青霉素-链霉素----
AML12专用培养基PricellaCM-0602
T4多核苷酸激酶Takara2021A
pLKO.1载体----
pX330载体----
Lipofectamine 2000转染试剂Invitrogen11668019
4-羟基他莫昔芬SigmaH6278
psPAX2包装质粒----
pMD2.G包膜质粒----
RNA提取试剂盒Thermo Fisher ScientificK0731
cDNA合成试剂盒TransGen BiotechAH341
qPCR预混液TransGen BiotechAQ601
LightCycler 480 II实时荧光定量PCR仪Roche--
RNA-seq文库制备试剂盒IlluminaRS-122-2001
NovaSeq测序仪Illumina--
蛋白酶抑制剂混合物APExBIOK1007
硝酸纤维素膜----
碱性磷酸酶染色试剂盒BeyotimeC3206
DNA提取试剂盒TIANGENDP304
核酸酶P1Sigma--
牛小肠碱性磷酸酶NEB--
1200系列高效液相色谱系统Agilent Technologies--
亚硫酸盐转化试剂盒VazymeEM101
DNA纯化试剂盒MagenD2111-03
TA克隆试剂盒TsingkeTSV-007VS
TaqI限制酶Takara1189A
BstUI限制酶NEBR0518V
HpyCH4IV限制酶Thermo Fisher ScientificER1141
NovaSeq6000测序仪Illumina--
SAM酶联免疫吸附测定试剂盒FANKEWF30752-B
CUT&Tag试剂盒VazymeTD904
RBM25抗体Santa Cruzsc-374271
DNA文库制备试剂盒VazymeTD202
KOD DNA聚合酶TOYOBOKFX-101
pGL4载体----
pRL-TK对照载体----
双荧光素酶报告基因检测系统PromegaE1910

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
细胞培养
ESC培养条件:0.1%明胶包被、DMEM+10% FBS、1000 U/mL LIF、1% NEAA、0.1 mM β-ME,37°C/5% CO2
阅读提示:Methods - Cell culture
Rbm25敲低
shRNA序列、慢病毒包装(psPAX2/pMD2.G)、嘌呤霉素筛选浓度和时间(2 μg/mL, 2天),4天后收获
阅读提示:Methods - Lentivirus preparation and shRNA knockdown; Table S4
Rbm25敲除
CRISPR-Cas9敲除策略(loxP位点插入外显子5两侧)、4-OHT处理浓度(0.1 μM)和时间(2天)
阅读提示:Methods - Generation of Rbm25 CKO cell line; Figure 2A
EB形成
起始细胞密度(1.0-1.5×10^5 cells/mL)、EB培养基成分(DMEM+20% FBS等)、超低附着培养皿
阅读提示:Methods - EB formation
CUT&Tag
细胞数量(~1×10^5)、一抗浓度(2 μg RBM25抗体)、Tn5转座酶、测序平台
阅读提示:Methods - CUT&Tag
RNA-seq
生物学重复数、差异表达筛选阈值(adjusted p<0.05, |log2FC|≥1)
阅读提示:Methods - RNA isolation, reverse transcription, qPCR, and RNA-seq; Bioinformatics analysis
WGBS
生物学重复数、甲基化差异判定标准(p<0.05, alpha>0.15)
阅读提示:Methods - DNA extraction, HPLC, bisulfite sequencing, COBRA, and WGBS; Bioinformatics analysis