导读:OCT4被誉为干细胞领域的“明星分子”,传统上被认为主要通过调控基因转录来维持干细胞特性。然而,最新研究显示,在压力环境下,OCT4竟能“兼职”成为RNA翻译的关键角色,直接激活AKT信号通路,以帮助干细胞抵御压力并存活!这项突破性研究已在顶级学术期刊亮相,让我们一同探讨这项重要发现如何重新定义相关理论。
文章索引:
标题:OCT4在压力下作为RNA结合蛋白促进AKT信号通路的转译
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) 通过qRT-PCR和Western blot实验,研究表明当敲低OCT4后,AKT1 mRNA水平显著上升,然而AKT1蛋白水平变化不大,意味着OCT4调控AKT1的表达是通过转录后机制实现的。
(2) OCT4通过与mRNA的5'-UTR结合促进翻译。HITS-CLIP实验显示OCT4在基因组范围内与mRNA的5'-UTR、CDS及3'-UTR都有结合,尤其是GC富集的5'-UTR区域。
(3) OCT4与PI3K/AKT通路基因的mRNA结合。研究发现OCT4结合多个PI3K/AKT通路基因的mRNA(如AKT1、PIK3R2等),并通过RIP-qPCR验证了这些结合事件。
(4) OCT4与翻译起始相关蛋白相互作用。质谱分析表明OCT4与多种翻译起始相关蛋白(如EIF3G、HNRNPA1)存在相互作用,提示OCT4可能参与翻译起始的调控。
(5) OCT4通过IRES介导的翻译起始增强AKT1的翻译效率。通过对OCT4敲低和对照组的多能干细胞进行RNC-seq和RNA-seq联合分析,发现OCT4敲低后整体基因翻译比率显著下降,尤其是PI3K/AKT通路基因的翻译比率明显减少,指示OCT4对这些基因的翻译有特异性调控作用。
(6) OCT4促进AKT1翻译,增强多能干细胞的抗压能力。运用CRISPR/Cas9技术敲入TAP标签以破坏AKT1 mRNA的5'-UTR结构后发现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:
在压力环境中,OCT4受到应激信号激活,结合AKT1 mRNA,招募翻译机器,从而促进AKT蛋白合成,激活下游生存信号,最终提升干细胞的抗压能力。
研究意义:
✅ 理论升级:突破了“OCT4=转录因子”的单一认知,揭示了蛋白质功能的多样性。
✅ 应用潜力:为优化干细胞疗法(如提高移植存活率)提供了新的靶点,甚至为癌症治疗开辟新思路。
- OCT4是否能够调控其他关键mRNA?
- 能否设计小分子药物以靶向OCT4的RNA结合功能?
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