干細胞自我更新和分化的精準調(diào)控，是維持組織穩(wěn)態(tài)和實現(xiàn)再生的關(guān)鍵。由基因毒性應(yīng)激引發(fā)的 DNA 損傷會打破其調(diào)控平衡，導(dǎo)致分化異常（即基因毒性應(yīng)激誘導(dǎo)的干細胞分化異常，GSMD），不僅直接影響干細胞功能，還可能導(dǎo)致癌癥的治療效果減弱。

干細胞的功能調(diào)控與分化中，腫瘤抑制因子 p53扮演著核心角色，被譽為 “基因組守護者”。 p53 誘導(dǎo)的長鏈非編碼 RNA（lncRNA）是干細胞 DNA 損傷反應(yīng)的重要組成部分，但其對細胞可塑性和多能性的調(diào)控機制仍不明確。因此，探索 lncRNA 在 GSMD 及癌癥中的作用，可為破解化療耐藥難題、推進干細胞生物學研究提供全新方向。

日本千葉大學（Chiba University）團隊于 2025 年 5 月 23 日在《Nature Communications》（《自然・通訊》）雜志發(fā)表了文章《p53-inducible lncRNA LOC644656 causes genotoxic stress-induced stem cell maldifferentiation and cancer chemoresistance》（《p53 誘導(dǎo)的長鏈非編碼 RNA LOC644656 導(dǎo)致基因毒性應(yīng)激誘導(dǎo)的干細胞分化異常及癌癥化療耐藥》），通過單細胞轉(zhuǎn)錄組測序（RNA-seq）、染色質(zhì)免疫沉淀測序（ChIP-seq）、轉(zhuǎn)座酶可及性染色質(zhì)測序（ATAC-seq）、互作組分析等多組學技術(shù)，以及細胞生物學、動物實驗驗證，證實 p53 誘導(dǎo)的lncRNA LOC644656 是GSMD（基因毒性應(yīng)激誘導(dǎo)的干細胞分化異常）的關(guān)鍵調(diào)控因子。

LOC644656通過與維持多能性相關(guān)的蛋白（如 POU5F1）、染色質(zhì)修飾復(fù)合物及 DNA 修復(fù)蛋白（如 DNA-PKcs）相互作用，激活轉(zhuǎn)化生長因子 -β（TGF-β）信號通路，調(diào)控 DNA 損傷反應(yīng)。LOC644656既介導(dǎo)干細胞多能性抑制與分化異常，又與癌癥化療耐藥性與不良預(yù)后相關(guān)，為克服癌癥化療耐藥及推進干細胞生物學研究提供了潛在治療靶點與新方向。

實驗步驟
1. 細胞模型構(gòu)建：培養(yǎng)人胚胎干細胞（hESCs）及肝癌、乳腺癌、腎癌等多種癌細胞系，通過 5 - 氟尿嘧啶、阿霉素等藥物誘導(dǎo)基因毒性應(yīng)激；利用 CRISPR/Cas9 系統(tǒng)構(gòu)建 p53 敲除（p53KO）和 LOC644656 敲除（LOC644656KO）細胞系，同時構(gòu)建 LOC644656 誘導(dǎo)型表達質(zhì)粒，轉(zhuǎn)染后建立可誘導(dǎo)表達細胞系，經(jīng)篩選獲得穩(wěn)定克隆。
2. 多組學文庫制備與測序：提取細胞總 RNA、染色質(zhì) DNA 等樣本，分別構(gòu)建轉(zhuǎn)錄組測序（RNA-seq）、染色質(zhì)免疫沉淀測序（ChIP-seq）、轉(zhuǎn)座酶可及性染色質(zhì)測序（ATAC-seq）及單細胞轉(zhuǎn)錄組測序（scRNA-seq）文庫。
3. Blue Pippin DNA核酸片段分選回收系統(tǒng)精準篩選：ATAC-seq 與 ChIP-seq 文庫構(gòu)建完成后，采用美國Sage Science 公司的Blue Pippin 全自動核酸切膠儀進行DNA特定片段篩選，精準去除短片段。Blue Pippin可自由選擇DNA篩選片段范圍，全自動運行，免去了切膠純化的繁瑣，比核酸片段篩選磁珠更加精準可控，該步驟可去除異常DNA，富集目標長度的 DNA 片段，獲得片段均一、純度高的高質(zhì)量測序文庫，有效提升后續(xù)測序數(shù)據(jù)的準確性和可靠性，為解析基因表達調(diào)控及染色質(zhì)可及性特征提供關(guān)鍵保障。
4. 功能與機制驗證：通過 RNA pull-down、RIP、Co-IP、Western blot等技術(shù)，驗證 LOC644656 與 POU5F1、DNA-PKcs 等目標蛋白的相互作用；利用 AlphaFold3 軟件對 LOC644656 與靶蛋白的相互作用進行結(jié)構(gòu)建模與對接模擬，明確分子作用機制。
5. 體內(nèi)外驗證：體外通過細胞活力檢測、流式細胞術(shù)分析細胞凋亡情況，評估 LOC644656 對化療藥物敏感性的影響；構(gòu)建免疫缺陷小鼠異種移植模型，皮下注射穩(wěn)定表達 LOC644656 的癌細胞，監(jiān)測腫瘤生長及對化療的耐藥性，驗證其在體內(nèi)的功能。
6. 數(shù)據(jù)整合分析：結(jié)合基因功能（GO）分析、生存分析等生物信息學方法，整合多組學測序數(shù)據(jù)，挖掘 LOC644656 的下游調(diào)控網(wǎng)絡(luò)、臨床相關(guān)性及與癌癥預(yù)后的關(guān)聯(lián)。

研究結(jié)論
1. LOC644656 是 p53 誘導(dǎo)的 lncRNA，基因毒性應(yīng)激下在細胞核中積累，是調(diào)控 GSMD 的關(guān)鍵分子。
2. 該 lncRNA 通過直接與多能性蛋白（POU5F1 等）、KDM1A/LSD1-NuRD 抑制復(fù)合物及 DNA 修復(fù)蛋白（DNA-PKcs 等）相互作用，抑制干細胞多能性基因表達，同時激活轉(zhuǎn)化生長因子 -β（TGF-β）信號通路，驅(qū)動成纖維細胞樣分化。
3. LOC644656 可結(jié)合 DNA-PKcs 調(diào)節(jié) DNA 損傷反應(yīng)，減輕 DNA 損傷程度，抑制基因毒性應(yīng)激誘導(dǎo)的細胞凋亡。
4. 癌癥中 LOC644656 高表達與患者不良預(yù)后密切相關(guān)，其通過抑制 DNA 損傷感應(yīng)蛋白、削弱 DNA 損傷反應(yīng)通路，增強癌細胞化療耐藥性。
5. LOC644656 通過協(xié)調(diào) DNA 損傷信號與分化通路，介導(dǎo)干細胞多能性抑制和基因毒性應(yīng)激抵抗，為克服癌癥化療耐藥提供了潛在治療靶點，也為干細胞生物學研究開辟了新方向。

更多資訊請參考原文：https://doi.org/10.1038/s41467-025-59886-w

Sage Science 公司位于美國馬薩諸塞州，2010年成立，專注于核酸領(lǐng)域的樣品制備，2萬篇文獻中應(yīng)用，包括眾多Nature、 Science、 Cell系列的文章，是DNA片段篩選回收領(lǐng)域的行業(yè)金標準。
Blue Pippin全自動DNA脈沖場電泳回收儀：
 
* 采用雙通道電泳回收專利技術(shù)， 全自動運行；
* 高精度回收、微量樣品回收、高得率回收；
* 精準回收手工切膠、磁珠法無法有效回收的 DNA 樣品；
* 用于小片段DNA篩選回收，如小RNA/small RNA文庫回收、cfDNA／ctDNA回收（循環(huán)血游離DNA／循環(huán)血腫瘤DNA）；
* 用于大片段DNA（幾kb、幾十kb甚至幾百kb）精準回收，如Pacbio  HiFi文庫構(gòu)建、納米孔測序建庫、超長測序（Ultra Long Sequencing）文庫構(gòu)建等；