人胚胎干細(xì)胞克隆的圖像，從上至下，細(xì)胞暴露在分化信號(hào)下的時(shí)間逐漸延長。綠色為Cdx2（滋養(yǎng)層標(biāo)記），紅色為BRY（中胚層標(biāo)記），藍(lán)色為Sox2（外胚層標(biāo)記）。

我們的生命都起始于胚胎干細(xì)胞。這些細(xì)胞通過分裂、特化，最終產(chǎn)生了在體內(nèi)發(fā)揮特定作用的細(xì)胞。了解細(xì)胞何時(shí)以及如何在胚胎干細(xì)胞分化的過程獲得并維持自己的“身份”，一直是一個(gè)重要的科學(xué)問題。當(dāng)細(xì)胞忘記自己的身份并轉(zhuǎn)變成錯(cuò)誤的類型時(shí)，就會(huì)引發(fā)各種疾病。

近日，英國弗朗西斯克里克研究所的科學(xué)家們?cè)凇都?xì)胞·干細(xì)胞》雜志上發(fā)表論文稱，人類胚胎干細(xì)胞的不可逆分化是由一組新發(fā)現(xiàn)的“早期承諾基因”激活介導(dǎo)的。此外，研究人員還首次明確了胚胎干細(xì)胞不可逆分化的時(shí)間點(diǎn)。

“通過對(duì)干細(xì)胞和數(shù)學(xué)模型的研究，我們發(fā)現(xiàn)了負(fù)責(zé)調(diào)控人類胚胎早期發(fā)育的一類新基因。一旦這些基因被激活，細(xì)胞就會(huì)迅速開始分化。大約只需要3天，胚層分化就會(huì)出現(xiàn)。幾周后，這些胚層會(huì)發(fā)育為胎兒的所有組織?！笨死锟硕考?xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)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(dāng)GATA3被激活后，胚胎干細(xì)胞會(huì)很快開始分化。若敲除GATA3，分化過程會(huì)減緩而且會(huì)發(fā)生很多問題?！癎ATA3對(duì)干細(xì)胞的健康和及時(shí)分化至關(guān)重要。一旦它被激活，就會(huì)觸發(fā)一個(gè)正反饋循環(huán)，幫助維持自身活躍。反過來又能確保細(xì)胞保持分化狀態(tài)，不會(huì)逆轉(zhuǎn)回干細(xì)胞狀態(tài)?！笨死锟硕考?xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Alexandra Gunne-Braden說。

“在分化過程中，細(xì)胞獲得并維持自己的身份對(duì)于其健康功能是必不可少的。因此我們需要對(duì)此有更多的了解。我們的研究可能會(huì)幫助開發(fā)新的治療途徑，用于治療胚胎發(fā)育出錯(cuò)導(dǎo)致的各種疾病?！盨ilvia Santos說道。