人胚胎干细胞克隆的图像,从上至下,细胞暴露在分化信号下的时间逐渐延长。绿色为Cdx2(滋养层标记),红色为BRY(中胚层标记),蓝色为Sox2(外胚层标记)。

我们的生命都起始于胚胎干细胞。这些细胞通过分裂、特化,最终产生了在体内发挥特定作用的细胞。了解细胞何时以及如何在胚胎干细胞分化的过程获得并维持自己的“身份”,一直是一个重要的科学问题。当细胞忘记自己的身份并转变成错误的类型时,就会引发各种疾病。

近日,英国弗朗西斯克里克研究所的科学家们在《细胞·干细胞》杂志上发表论文称,人类胚胎干细胞的不可逆分化是由一组新发现的“早期承诺基因”激活介导的。此外,研究人员还首次明确了胚胎干细胞不可逆分化的时间点。

“通过对干细胞和数学模型的研究,我们发现了负责调控人类胚胎早期发育的一类新基因。一旦这些基因被激活,细胞就会迅速开始分化。大约只需要3天,胚层分化就会出现。几周后,这些胚层会发育为胎儿的所有组织。”克里克定量细胞生物学实验室的研究组组长Silvia Santos说。

在这些早期承诺基因中,GATA3具有重要作用。当GATA3被激活后,胚胎干细胞会很快开始分化。若敲除GATA3,分化过程会减缓而且会发生很多问题。“GATA3对干细胞的健康和及时分化至关重要。一旦它被激活,就会触发一个正反馈循环,帮助维持自身活跃。反过来又能确保细胞保持分化状态,不会逆转回干细胞状态。”克里克定量细胞生物学实验室的Alexandra Gunne-Braden说。

“在分化过程中,细胞获得并维持自己的身份对于其健康功能是必不可少的。因此我们需要对此有更多的了解。我们的研究可能会帮助开发新的治疗途径,用于治疗胚胎发育出错导致的各种疾病。”Silvia Santos说道。

 

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