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上海酶聯(lián)生物研究所
上海酶聯(lián)生物研究所
閱讀：828發(fā)布時間：2010-6-2
BMP信號通路分階段調控ESC分化的分子機制
近日，發(fā)育生物學期刊Development發(fā)表了生化與細胞所景乃禾研究組的研究成果，揭示了BMP信號通路在小鼠胚胎干細胞神經(jīng)分化不同階段的功能。
小鼠胚胎干細胞（Embryonic Stem Cells，ESCs）是用于研究哺乳動物早期胚胎發(fā)育很好的體外模型。胚胎干細胞的分化調控機制研究是當前干細胞研究的熱點領域之一。但小鼠胚胎干細胞的體外神經(jīng)誘導是否可以很好模擬體內(nèi)胚胎發(fā)育過程并不清楚。BMP信號通路在小鼠胚胎早期神經(jīng)誘導過程以及小鼠胚胎干細胞的神經(jīng)分化中都發(fā)揮了重要的功能。但是BMP信號通路如何發(fā)揮這些功能也不清楚。
在這項研究中，景乃禾研究組博士生張克兢、李凌宇等發(fā)現(xiàn)在小鼠胚胎干細胞神經(jīng)誘導的過程中有一個對BMP抑制敏感的時間段。該時期的細胞對應于小鼠早期胚胎的上胚層細胞，并可通過體外培養(yǎng)得到上胚層干細胞。這些來源于體外培養(yǎng)的上胚層干細胞 （ESC derived EpiSCs, ESD-EpiSCs）與來源于體內(nèi)的上胚層干細胞，在基因表達、分化潛能等各方面都很相似。基于這種ESD-EpiSCs，可以將小鼠胚胎干細胞神經(jīng)誘導過程分為兩個階段：從ESCs到ESD-EpiSCs階段，以及從ESD-EpiSCs 到神經(jīng)干細胞階段。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，BMP信號在小鼠胚胎干細胞神經(jīng)誘導的兩個階段有不同的功能：它在前一個階段通過抑制FGF/ERK信號通路以及上調Id基因抑制了ESCs分化為EpiSCs，而在后一個階段則通過Id等基因促進ESD-EpiSCs向非神經(jīng)組織分化。
該研究是將小鼠胚胎干細胞神經(jīng)分化分為兩個不同階段，為小鼠胚胎神經(jīng)分化的體內(nèi)和體外對應關系提供了重要實驗證據(jù)，為深入理解信號通路在維持干細胞性和命運決定之間的功能轉換，并為分階段研究早期胚胎發(fā)育過程的其他重要信號通路提供了一個全新的體外研究模型。
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