人胚胎幹細胞克隆的圖像，從上至下，細胞暴露在分化信號下的時間逐漸延長。綠色為Cdx2（滋養層標記），紅色為BRY（中胚層標記），藍色為Sox2（外胚層標記）。
我們的生命都起始於胚胎幹細胞。這些細胞通過分裂、特化，最終產生了在體內發揮特定作用的細胞。瞭解細胞何時以及如何在胚胎幹細胞分化的過程獲得並維持自己的“身份”，一直是一個重要的科學問題。當細胞忘記自己的身份並轉變成錯誤的類型時，就會引發各種疾病。
近日，英國弗朗西斯克裡克研究所的科學家們在《細胞·幹細胞》雜誌上發表論文稱，人類胚胎幹細胞的不可逆分化是由一組新發現的“早期承諾基因”激活介導的。此外，研究人員還首次明確了胚胎幹細胞不可逆分化的時間點。
“通過對幹細胞和數學模型的研究，我們發現了負責調控人類胚胎早期發育的一類新基因。一旦這些基因被激活，細胞就會迅速開始分化。大約只需要3天，胚層分化就會出現。幾周後，這些胚層會發育為胎兒的所有組織。”克里克定量細胞生物學實驗室的研究組組長Silvia Santos說。
在這些早期承諾基因中，GATA3具有重要作用。當GATA3被激活後，胚胎幹細胞會很快開始分化。若敲除GATA3，分化過程會減緩而且會發生很多問題。“GATA3對幹細胞的健康和及時分化至關重要。一旦它被激活，就會觸發一個正反饋循環，幫助維持自身活躍。反過來又能確保細胞保持分化狀態，不會逆轉回幹細胞狀態。”克里克定量細胞生物學實驗室的Alexandra Gunne-Braden說。
“在分化過程中，細胞獲得並維持自己的身份對於其健康功能是必不可少的。因此我們需要對此有更多的瞭解。我們的研究可能會幫助開發新的治療途徑，用於治療胚胎髮育出錯導致的各種疾病。”Silvia Santos說道。
原創編譯：花花 審稿：西莫 責編：張夢
期刊來源：《細胞·幹細胞》
期刊編號：1934-5909
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https://phys.org/news/2020-04-stem-cells-human-embryos-commit.html
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