2021 年3月9日，南京大学医学院模式动物研究所秦进中/蒋青及香港中文大学夏银课题组合作在国际学术期刊 《Stem Cell Reports》上在线发表题为“Rbbp4 Suppresses Premature Differentiation of Embryonic Stem Cells”的文章，首次揭示在胚胎干细胞中，由多梳家族蛋白（PcG）组成的表观调控复合物PRC2受到该复合物中核心成员Rbbp4调控的新机制，并明确了Rbbp4是维持胚胎干细胞多能性的重要染色质因子。

PcG 最早在果蝇中发现，它作为转录抑制因子调控果蝇体节的发育。PcG 主要可分为两个核心复合物PRC1 (Polycomb repressive complex 1) 和PRC2。目前的研究表明这两个复合物均与胚胎早期发育、胚胎干细胞的多能性维持以及癌症等疾病息息相关。在哺乳类动物中，PRC1可通过E3连接酶RING1A/B催化组蛋白H2A第119位的赖氨酸单泛素化 (H2AK119ub1)，促进染色质凝集行使转录抑制功能；而PRC2可通过EZH1/2催化H3K27的三甲基化 (H3K27me3)，抑制与发育相关基因的表达。但在高等动物中PRC2被特异性招募到染色质特定区域的分子机制还不清楚。

哺乳动物中，PRC2包含核心亚基和非核心亚基。核心亚基包括EZH1/2, SUZ12, EED和RBBP4/7。根据包含的非核心亚基可分成PRC2.1和PRC2.2, 其中PRC2.1包含PCL1-3 (PHF1, MTF2, PHF19)、EPOP和PALI1/2; PRC2.2包含JARID2和AEBP2。PRC2中的多个成员具有与DNA或组蛋白有一定的相互作用，如EED、PCL、JARID2、AEBP2和RBBP4/7。而最近的一些研究让PRC2的招募更为扑簌迷离。比如，有报道认为PRC2通过EED亚基能够结合自身催化产物H3K27me3，导致构象发生变化，激活PRC2；JARID2介导的转录抑制依赖PRC2的结合；MTF2和PHF19可以招募PRC2到染色质。但是，这些假说并没有得到该领域广泛的认可。

利用遗传学和生物化学方法，研究人员发现，在小鼠胚胎干细胞中PRC2核心亚基 (除RBBP4外) 和非核心亚基的任何一个组份的缺失都不影响胚胎干细胞的自我更新和多能性，而RBBP4的缺失则导致胚胎干细胞多能性丧失并向中内胚层自发分化。整合RNA-seq和ChIP-seq数据结果，发现RBBP4和PRC2的核心亚基 (如EZH2、SUZ12和EED) 共享重要的基因组靶标, 尤其是早期胚层调控因子。此外，有趣的是，研究人员还发现Rbbp4对于维持Oct4和Sox2的表达是也必需的，Rbbp4通过非依赖于PRC2的方式维持必需的OCT4和SOX2水平，使胚胎干细胞处于多能状态，而Oct4和Sox2的强制共表达能完全挽救了Rbbp4缺失的胚胎干细胞的多能性。最后，研究人员用模型概括了RBBP4在胚胎干细胞中作用的分子机制(如图)，即RBBP4通过沉默中内胚层基因和调节Oct4和Sox2的表达来维持干细胞在多能状态。该工作为PRC2复合物在染色质上特异的招募提供了有效的实验证据，为进一步理解PRC2复合物在干细胞中作用的分子机制，以及靶向与PRC2相关疾病开辟了一个新的思路。      

南京大学博士研究生黄义凯为本文第一作者。 该论文的其他作者还包括秦进中实验室苏婷、王聪聪、董丽霞、刘爽、朱亚如和郝坤莹。秦进中教授，南京鼓楼医院蒋青教授和香港中文大学夏银教授为本文通讯作者。该研究由国家自然科学基金委和江苏省双创人才项目资助。

文章链接：https://www.cell.com/stem-cell-reports/fulltext/S2213-6711(21)00039-4