Un article de recherche intitulé : Les voies par défaut et dirigées de la différenciation des hépatoblastes impliquent des mécanismes épigénomiques distincts a été publié dans Developmental Cell par le groupe de Xu Chengran à l'École des sciences médicales fondamentales de l'Université de Pékin, au Centre conjoint des sciences de la vie de l'Université de Pékin et de Tsinghua et au Laboratoire national clé pour la promotion de la fertilité féminine. Les voies par défaut et dirigées de la différenciation des hépatoblastes impliquent des mécanismes épigénomiques distincts.
L’étude révèle les mécanismes épigénomiques distincts de la différenciation des hépatoblastes en cellules parenchymateuses et en cholangiocytes au cours du développement du foie.
Les décisions relatives au destin cellulaire sont régulées par une série de cascades génétiques et épigénétiques, notamment la transcription des gènes, l'accessibilité de la chromatine et les modifications des histones. Bien que des analyses multi-omiques aient été utilisées pour définir l'identité cellulaire au cours du développement, la précision de l'utilisation d'approches multi-omiques pour révéler les voies de développement de la différenciation cellulaire in vivo et les interrelations entre les différentes approches n'ont pas été étudiées efficacement en raison de l'absence d'un système simple et efficace. Le foie est un organe métabolique important et ses principaux types de cellules, les cellules parenchymateuses hépatiques et les cholangiocytes, proviennent d'hépatoblastes bipotentiels au cours du développement.
Dans les travaux précédents du groupe de Xu Chengeran, un nouveau modèle de « régulation par défaut » de la différenciation des hépatoblastes a été proposé, c'est-à-dire que le développement des hépatoblastes en cellules parenchymateuses est un processus par défaut du destin cellulaire, tandis que la différenciation en cholangiocytes est hautement régulée. En utilisant ce système de différenciation des cellules hépatiques in vivo simple et facile à utiliser, le groupe a étudié l'association de différentes modifications épigénétiques avec la différenciation cellulaire et les voies de développement, ainsi que les mécanismes de régulation.
Le groupe a sélectionné une série de points temporels dans le développement des hépatoblastes de souris en cellules parenchymateuses hépatiques et en cholangiocytes, et a analysé les caractéristiques épigénétiques dynamiques des cellules de la lignée hépatique à différentes périodes de développement en utilisant des techniques multi-omiques telles que l'ARN-seq, l'ATAC-seq et le ChIP-seq lié aux modifications d'histones. Les résultats ont montré que les changements dynamiques dans le transcriptome, l'accessibilité de la chromatine et les modifications d'histones associées au promoteur H3K4me3 et H3K27me3 pouvaient caractériser efficacement la voie « régulée par défaut » de la différenciation des hépatoblastes, tandis que les modifications d'histones associées à l'amplificateur H3K4me1 et H3K27ac ne pouvaient pas caractériser efficacement cette voie. Des études génétiques ont démontré que les enzymes Ezh2 et Jmjd3, associées au promoteur de la mutation H3K27me3-, jouent des rôles régulateurs opposés dans la différenciation des hépatoblastes en cholangioblastes et n'ont aucun effet significatif sur la différenciation des hépatoblastes en cellules parenchymateuses, tandis que l'acétyltransférase d'histone p300 associée à l'amplificateur actif module la maturation du parenchyme et des cholangioblastes après la différenciation des hépatoblastes. Ainsi, la régulation épigénétique associée au promoteur et à l'amplificateur dans le développement des hépatoblastes divise leurs rôles pour réguler respectivement le processus de différenciation et le processus de maturation des cellules.
Cette étude établit non seulement un paradigme pour l’utilisation de la multi-omique pour résoudre les transitions du destin cellulaire et le développement, mais fournit également des informations importantes sur la biologie du développement pour optimiser la différenciation dirigée des cellules hépatiques in vitro.
Chengran Xu, professeur de l'École des sciences médicales fondamentales de l'Université de Pékin et chercheur du Centre conjoint des sciences de la vie, est l'auteur correspondant de l'article ; Li Yang, chercheur postdoctoral de l'École des sciences médicales fondamentales de l'Université de Pékin, et Xin Wang, doctorant de l'École des sciences de la vie, sont les co-premiers auteurs ; Xinxin Yu et Bichen Zhou, chercheurs postdoctoraux de l'École des sciences médicales fondamentales de l'Université de Pékin, et le professeur Joyce et Lu Yang, professeurs de l'École des sciences de la vie de l'Université de Pékin, du Centre conjoint des sciences de la vie et de l'Institut McGowan des sciences du cerveau de l'IDG, ont étudié.