成年人體內(nèi)數(shù)百種不同的細(xì)胞類型是從幾個相同的干細(xì)胞開始形成的。在此不斷分化的過程中，細(xì)胞的分化潛力逐漸受到限制，從而導(dǎo)致其形態(tài)和功能發(fā)生變化。

弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的塞巴斯蒂安·阿諾德（Sebastian Arnold）教授和耶琳娜·托西奇（Jelena Tosic）教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)已成功地破譯了細(xì)胞分化過程中基本的分子調(diào)控機制，進(jìn)而決定了干細(xì)胞要轉(zhuǎn)化成哪種細(xì)胞類型。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近的《Nature Cell Biology》雜志上。

胚胎的未分化干細(xì)胞要么發(fā)育成神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞，即所謂的神經(jīng)外胚層，要么發(fā)育成中胚層和內(nèi)胚層的細(xì)胞，例如，許多不同類型的內(nèi)部器官或肌肉都從中發(fā)育。 25多年來，已知該分化方向受胚胎信號分子（例如TGFβ和Wnt信號）的調(diào)節(jié)。然而，到目前為止，仍不清楚這些信號如何控制細(xì)胞分化的“第一次”決定。

最近這項研究表明，胚胎TGFβ和Wnt信號是通過T-box因子家族的基因調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子Eomes和Brachyury傳遞的。這些因素負(fù)責(zé)“開啟”所有中胚層和內(nèi)胚層細(xì)胞的分化基因程序。同時，這些T-box因子還充當(dāng)基因阻遏物，通過抑制相應(yīng)的基因程序來防止神經(jīng)組織的形成。這涉及細(xì)胞核中結(jié)構(gòu)的改變，而不涉及遺傳信息的內(nèi)容。

文章作者阿諾德說：“研究結(jié)果代表了理解細(xì)胞在發(fā)育過程中如何發(fā)展其未來特性的基本機制的關(guān)鍵一步。”

資訊出處：How stem cells decide their identity

原始出處：Jelena Tosic, Gwang-Jin Kim, Mihael Pavlovic, Chiara M. Schröder, Sophie-Luise Mersiowsky, Margareta Barg, Alexis Hofherr, Simone Probst, Michael Köttgen, Lutz Hein, Sebastian J. Arnold. Eomes and Brachyury control pluripotency exit and germ-layer segregation by changing the chromatin state. Nature Cell Biology, 2019; DOI: 10.1038/s41556-019-0423-1