全自动DNA脉冲场电泳回收仪精准制备ATAC-seq 与 ChIP-seq 文库，揭秘lncRNA 在癌症治疗和干细胞研究中新功能

2026-03-12 16:51:31, 环亚生物环亚生物科技有限公司

研究背景

干细胞自我更新和分化的精准调控，是维持组织稳态和实现再生的关键。由基因毒性应激引发的 DNA 损伤会打破其调控平衡，导致分化异常（即基因毒性应激诱导的干细胞分化异常，GSMD），不仅直接影响干细胞功能，还可能导致癌症的治疗效果减弱。

干细胞的功能调控与分化中，肿瘤抑制因子 p53扮演着核心角色，被誉为 “基因组守护者”。 p53 诱导的长链非编码 RNA（lncRNA）是干细胞 DNA 损伤反应的重要组成部分，但其对细胞可塑性和多能性的调控机制仍不明确。因此，探索 lncRNA 在 GSMD 及癌症中的作用，可为破解化疗耐药难题、推进干细胞生物学研究提供全新方向。

日本千叶大学（Chiba University）团队于 2025 年 5 月 23 日在《Nature Communications》（《自然・通讯》）杂志发表了文章《p53-inducible lncRNA LOC644656 causes genotoxic stress-induced stem cell maldifferentiation and cancer chemoresistance》（《p53 诱导的长链非编码 RNA LOC644656 导致基因毒性应激诱导的干细胞分化异常及癌症化疗耐药》），通过单细胞转录组测序（RNA-seq）、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）、转座酶可及性染色质测序（ATAC-seq）、互作组分析等多组学技术，以及细胞生物学、动物实验验证，证实 p53 诱导的lncRNA LOC644656 是GSMD（基因毒性应激诱导的干细胞分化异常）的关键调控因子。

LOC644656通过与维持多能性相关的蛋白（如 POU5F1）、染色质修饰复合物及 DNA 修复蛋白（如 DNA-PKcs）相互作用，激活转化生长因子 -β（TGF-β）信号通路，调控 DNA 损伤反应。LOC644656既介导干细胞多能性抑制与分化异常，又与癌症化疗耐药性与不良预后相关，为克服癌症化疗耐药及推进干细胞生物学研究提供了潜在治疗靶点与新方向。

实验步骤

1. 细胞模型构建：培养人胚胎干细胞（hESCs）及肝癌、乳腺癌、肾癌等多种癌细胞系，通过 5 - 氟尿嘧啶、阿霉素等药物诱导基因毒性应激；利用 CRISPR/Cas9 系统构建 p53 敲除（p53KO）和 LOC644656 敲除（LOC644656KO）细胞系，同时构建 LOC644656 诱导型表达质粒，转染后建立可诱导表达细胞系，经筛选获得稳定克隆。

2. 多组学文库制备与测序：提取细胞总 RNA、染色质 DNA 等样本，分别构建转录组测序（RNA-seq）、染色质免疫沉淀测序（ChIP-seq）、转座酶可及性染色质测序（ATAC-seq）及单细胞转录组测序（scRNA-seq）文库。

3. Blue Pippin DNA核酸片段分选回收系统精准筛选：ATAC-seq 与 ChIP-seq 文库构建完成后，采用美国Sage Science 公司的Blue Pippin 全自动核酸切胶仪进行DNA特定片段筛选，精准去除短片段。Blue Pippin可自由选择DNA筛选片段范围，全自动运行，免去了切胶纯化的繁琐，比核酸片段筛选磁珠更加精准可控，该步骤可去除异常DNA，富集目标长度的 DNA 片段，获得片段均一、纯度高的高质量测序文库，有效提升后续测序数据的准确性和可靠性，为解析基因表达调控及染色质可及性特征提供关键保障。

4. 功能与机制验证：通过 RNA pull-down、RIP、Co-IP、Western blot等技术，验证 LOC644656 与 POU5F1、DNA-PKcs 等目标蛋白的相互作用；利用 AlphaFold3 软件对 LOC644656 与靶蛋白的相互作用进行结构建模与对接模拟，明确分子作用机制。

5. 体内外验证：体外通过细胞活力检测、流式细胞术分析细胞凋亡情况，评估 LOC644656 对化疗药物敏感性的影响；构建免疫缺陷小鼠异种移植模型，皮下注射稳定表达 LOC644656 的癌细胞，监测肿瘤生长及对化疗的耐药性，验证其在体内的功能。

6. 数据整合分析：结合基因功能（GO）分析、生存分析等生物信息学方法，整合多组学测序数据，挖掘 LOC644656 的下游调控网络、临床相关性及与癌症预后的关联。

研究结论

1. LOC644656 是 p53 诱导的 lncRNA，基因毒性应激下在细胞核中积累，是调控 GSMD 的关键分子。

2. 该 lncRNA 通过直接与多能性蛋白（POU5F1 等）、KDM1A/LSD1-NuRD 抑制复合物及 DNA 修复蛋白（DNA-PKcs 等）相互作用，抑制干细胞多能性基因表达，同时激活转化生长因子 -β（TGF-β）信号通路，驱动成纤维细胞样分化。

3. LOC644656 可结合 DNA-PKcs 调节 DNA 损伤反应，减轻 DNA 损伤程度，抑制基因毒性应激诱导的细胞凋亡。

4. 癌症中 LOC644656 高表达与患者不良预后密切相关，其通过抑制 DNA 损伤感应蛋白、削弱 DNA 损伤反应通路，增强癌细胞化疗耐药性。

5. LOC644656 通过协调 DNA 损伤信号与分化通路，介导干细胞多能性抑制和基因毒性应激抵抗，为克服癌症化疗耐药提供了潜在治疗靶点，也为干细胞生物学研究开辟了新方向。

更多资讯请参考原文：

https://doi.org/10.1038/s41467-025-59886-w

厂家介绍

Sage Science 公司位于美国马萨诸塞州，2010年成立，专注于核酸领域的样品制备，2万篇文献中应用，包括众多Nature、 Science、 Cell系列的文章，是DNA片段筛选回收领域的行业金标准。

Blue Pippin全自动DNA脉冲场电泳回收仪：

采用双通道电泳回收专利技术，全自动运行；
高精度回收、微量样品回收、高得率回收；
精准回收手工切胶、磁珠法无法有效回收的 DNA 样品；
用于小片段DNA筛选回收，如小RNA/small RNA文库回收、cfDNA／ctDNA回收（循环血游离DNA／循环血肿瘤DNA）；
用于大片段DNA（几kb、几十kb甚至几百kb）精准回收，如Pacbio HiFi文库构建、纳米孔测序建库、超长测序（Ultra Long Sequencing）文库构建等；

环亚生物科技（APG BIO）作为美国Sage Science公司DNA片段回收系列产品在中国区的独家代理商，为国内二代测序、三代测序用户提供测序样品前处理、质控的整体解决方案：

组织研磨仪、单细胞悬液制备仪、细胞破碎仪、超声聚焦打断仪、全自动DNA片段分选回收仪、核酸片段分析仪、脉冲场电泳仪、全自动建库仪、荧光计、超微量分光光度计等。