hnRNP H/Fが制御するTCF3代替スプライシングはE-カドヘリンの発現とhESCの多能性を制御している

TCF3 alternative splicing controlled by hnRNP H/F regulates E-cadherin expression and hESC pluripotency.

• Takashi Yamazaki
• Lizhi Liu
• Denis Lazarev
• Amr Al-Zain
• Vitalay Fomin
• Percy Luk Yeung
• Stuart M Chambers
• Chi-Wei Lu
• Lorenz Studer
• James L Manley

抄録

代替スプライシング（AS）は胚性幹細胞（ESC）の分化に重要な役割を果たしている。本研究では、多能性ヒトESC（hESC）において、分化した細胞と比較して特異的なASパターンを示す転写産物を初めて同定しました。そのうちの1つは、ESCの分化に重要な役割を果たす転写因子であるT細胞因子3（TCF3）をコードしています。ASはE12とE47という2つのTCF3アイソフォームを産生するが、我々はTCF3のスプライシングを制御する2つの関連するスプライシング因子、異種核リボ核タンパク質（hnRNP）H1とF（hnRNP H/F）を同定した。我々は、hnRNP H/FのレベルはhESCでは高レベルであり、高E12発現につながるが、分化期には減少し、スプライシングを切り替えて高レベルのE47を生成することを発見した。重要なことは、hnRNP H/F のノックダウンは、TCF3 AS のスイッチを再現するだけでなく、hESC のコロニーを不安定化させ、分化を誘導したことである。このことを説明するために、我々は、ESCの多能性維持に重要なTCF3標的であるE-カドヘリンの発現がE47では抑制されるが、E12では抑制されないことを示した。

Alternative splicing (AS) plays important roles in embryonic stem cell (ESC) differentiation. In this study, we first identified transcripts that display specific AS patterns in pluripotent human ESCs (hESCs) relative to differentiated cells. One of these encodes T-cell factor 3 (TCF3), a transcription factor that plays important roles in ESC differentiation. AS creates two TCF3 isoforms, E12 and E47, and we identified two related splicing factors, heterogeneous nuclear ribonucleoproteins (hnRNPs) H1 and F (hnRNP H/F), that regulate TCF3 splicing. We found that hnRNP H/F levels are high in hESCs, leading to high E12 expression, but decrease during differentiation, switching splicing to produce elevated E47 levels. Importantly, hnRNP H/F knockdown not only recapitulated the switch in TCF3 AS but also destabilized hESC colonies and induced differentiation. Providing an explanation for this, we show that expression of known TCF3 target E-cadherin, critical for maintaining ESC pluripotency, is repressed by E47 but not by E12.

© 2018 Yamazaki et al.; Published by Cold Spring Harbor Laboratory Press.