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维生素C又名抗坏血酸,在机体内参与很多重要的代谢和生理反应。有文献报道维生素C能促进人和小鼠诱导多能性干细胞的生成,并且维生素C提高重编程效率的机制不仅仅与其抗氧化能力有关,暗示维生素C可能会影响某些重编程相关基因的表达。为了从分子水平上解释这一现象,我们首先在宏观上通过免疫荧光染色证明维生素C有助于维持胚胎干细胞的未分化状态。以胚胎干细胞标志基因Nanog为研究对象,克隆Nanog基因2.5kb启动子,通过双荧光素酶报告基因检测发现,维生素C处理会显著增强Nanog的启动子活性。分别通过荧光定量PCR和Western Blot技术,在mRNA转录和蛋白质翻译水平上也证明了维生素C能促进Nanog基因的表达。为了深入研究维生素C调控Nanog基因表达的分子机理,我们首先利用信号通路筛选系统对维生素C可能作用的通路进行了筛选,证明维生素C可能会通过JAK/STAT通路起作用,使用JAK抑制剂发现当JAK/STAT通路被抑制后,维生素C对Nanog基因的调控作用完全消失。依据已报道的JAK/STAT通路下游的STATs转录因子家族的保守结合序列,辅助生物信息学软件预测,我们在Nanog基因近端启动子区+272bp-+280bp发现一个可能的STAT结合位点,利用双荧光素酶报告基因检测系统,结合位点突变以及通路抑制剂,证明此位点为维生素C信号传递的响应位点。磷酸化Western Blot证明维生素C的处理会激活转录因子STAT2。最后,电泳迁移率试验直接证明维生素C信号作用的转录因子STAT2和维生素C信号传递的响应位点能发生特异性的结合。总之,本研究首次发现维生素C通过JAK/STAT通路调控Nanog基因表达,并在Nanog基因近端启动子上发现一个新的转录因子STAT2结合位点,建立“维生素C体外刺激—JAK/STAT信号通路传递—STAT2结合Nanog基因启动子—Nanog的表达变化”这一条完整的维生素C信号传递途径。这些结果为维生素C对胚胎干细胞多能性维持以及诱导多能性干细胞提供了理论基础,同时研究结果还对Nanog基因的调控网络作出了重要的理论补充,对胚胎干细胞多能性调控的研究提供了新思路。