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Cell Stem Cell:科学家将人类胚胎干细胞成功转化成为囊胚期干细胞

来源:生物谷 2013-12-09 22:39

2013年12月9日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,来自新加坡A*STAR基因组研究所的研究人员通过研究,在实验室条件下成功将人类的胚胎干细胞转换到了人类的囊胚时期,这就意味着科学家可以从囊胚时期培养干细胞用作研究以及特定的治疗手段,相关研究刊登于国际著名杂志Cell Stem Cell上。

胚胎干细胞,比如人类胚胎干细胞和诱导的多能干细胞,其都具有分化为任意类型细胞的能力;在再生医学领域这些细胞的用途很广,其可以分化成为机体的不同部分,比如眼睛、耳朵、肝脏等。多能性是人类发育早期阶段处于囊胚期细胞的本质特性,然而当在实验室培养条件下,这些囊胚时期的细胞就会采用分子差异,从而限制了其临床上的应用。

文章中,研究者使用此前已经建立好的人类胚胎干细胞进行研究,从而筛选出了可以诱导其回复稳定状态的条件,研究者发现,使用特殊的小分子物质和生长因子结合的方式(3iL),就可以成功地将人类胚胎干细胞(hESC)的状态转化成为处于囊胚时期的干细胞。

过去15年,科学家一直致力于研究单一hESC的状态,如今研究者通过研究成功地将hESC转化成为了囊胚期干细胞,这种3iL 产生的hESC可以帮助研究者克服很多障碍从而更加广泛地应用于临床研究中。

研究者发现,许多基因在囊胚期的干细胞中处于激活状态,而在hESC中却处于失活状态,而之前在hESC处于失活状态的基因,当hESC转化成为囊胚期细胞,这些基因便会开始具有活性,这些再度活化的基因同样会表现出遗传上的差异。

研究者Chan Yun Shen最后表示,这项研究中我们首次观察到了这些基因如何再度活化以及被调节,后续深入的研究还需要再进行来帮助解析3iL hESC的特性。(生物谷Bioon.com)

Induction of a Human Pluripotent State with Distinct Regulatory Circuitry that Resembles Preimplantation Epiblast

Yun-Shen Chan, Jonathan Göke, Jia-Hui Ng, Xinyi Lu, Kevin Andrew Uy Gonzales, Cheng-Peow Tan, Wei-Quan Tng, Zhong-Zhi Hong, Yee-Siang Lim, Huck-Hui Ng

Human embryonic stem cells (hESCs) are derived from the inner cell mass of the blastocyst. Despite sharing the common property of pluripotency, hESCs are notably distinct from epiblast cells of the preimplantation blastocyst. Here we use a combination of three small-molecule inhibitors to sustain hESCs in a LIF signaling-dependent hESC state (3iL hESCs) with elevated expression of NANOG and epiblast-enriched genes such as KLF4, DPPA3, and TBX3. Genome-wide transcriptome analysis confirms that the expression signature of 3iL hESCs shares similarities with native preimplantation epiblast cells. We also show that 3iL hESCs have a distinct epigenetic landscape, characterized by derepression of preimplantation epiblast genes. Using genome-wide binding profiles of NANOG and OCT4, we identify enhancers that contribute to rewiring of the regulatory circuitry. In summary, our study identifies a distinct hESC state with defined regulatory circuitry that will facilitate future analysis of human preimplantation embryogenesis and pluripotency.

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