干细胞重点实验室JBC发重要文章

中国科学院上海生命科学研究院生化与细胞所干细胞生物学国家重点实验室（Key Laboratory of Stem Cell Biology），山东师范大学生科院，以及约翰霍普金斯大学医学院的研究人员获得了人类胚胎干细胞定向分化和人类早期胚胎发育的机理方面的研究进展，发现了TGF-β信号超家族在决定人类胚胎干细胞的命运方面扮演的重要角色。这一研究成果公布在《The Journal of Biological Chemistry》上。

　　

生物通报道：来自中国科学院上海生命科学研究院生化与细胞所干细胞生物学重点实验室（Key Laboratory of Stem Cell Biology），山东师范大学生科院，以及约翰霍普金斯大学医学院的研究人员获得了人类胚胎干细胞定向分化和人类早期胚胎发育的机理方面的研究进展，发现了TGF-β信号超家族在决定人类胚胎干细胞的命运方面扮演的重要角色。这一研究成果公布在《The Journal of Biological Chemistry》上。

文章的通讯作者是上海生科院的肖磊博士，其早年毕业于武汉大学生物系，后于德国慕尼黑大学获得博士学位，2003年进入约翰霍普金斯大学医学院进行人类胚胎干细胞多能性的维持机理及分化方法的研究。主要研究方法为人类胚胎干细胞多能性维持的机理，人类胚胎干细胞的定向分化，及移植等。参与这一研究的还包括约翰霍普金斯大学程临钊博士及其实验室博士后陈桂彬博士，研究生吴昭和张炜。

在人类早期胚胎发育过程中，囊胚期的胚胎中的细胞发生了第一次命运分化，即向形成胚胎的内细胞团或者形成胚外组织的滋养外胚层进行分化。人类胚胎干细胞的建立为我们研究人类早期胚胎发育提供了一个独一无二的模型。

在这篇文章中，研究人员利用人类胚胎干细胞为研究模型，分析了人类胚胎干细胞定向分化和人类早期胚胎发育的机理，获得了人类胚胎干细胞命运调控的最新研究成果。研究发现，TGF-β信号超家族(包括Activin/Nodal 亚家族和BMP亚家族)成员对于人类胚胎干细胞的命运决定起着分子开关的作用。Activin/Nodal 亚家族成员维持人类胚胎干细胞的全能性。当其被抑制时，人类胚胎干细胞向滋养外胚层分化。而且BMP亚家族信号的激活对于滋养外胚层的分化也是必不可少的。该项研究工作为人类胚胎干细胞的定向分化和人类发育生物学的研究提供了新的信息。

附：

肖磊
所系名称 生化与细胞所
Mail地址 [e-mail]

研究方向 人类胚胎干细胞

研究工作 ：
1．人类胚胎干细胞

4．人类胚胎干细胞的建系和体细胞克隆；

5．应用小鼠转基因和基因剔除系统研究干细胞生物学。

个人简介
学历
1991.9 － 1995.7 武汉大学生物系，学士
1997.9 － 2000.6 中国科学院上海细胞所，研究生
2000.9 － 2003.7 德国慕尼黑大学生物系，博士

研究工作经历
1997.9 － 2000.6 中国科学院上海细胞所马普客座实验室，研究生。 完成NDST-1基因 konck-out 工作。
2000.9 － 2003.7 德国慕尼黑大学生物系，博士。 用转基因的方法研究MyoD 基因的在胚胎发育过程中的表达调控及中胚层发育。
2003.10 － 2005.9 美国约翰•霍普金斯大学医学院，博士后。研究人类胚胎干细胞多能性的维持机理及分化方法。
 

原文摘要：

Combinatorial Signals of Activin/Nodal and Bone Morphogenic Protein Regulate the Early Lineage Segregation of Human Embryonic Stem Cells

Cell fate commitment of pre-implantation blastocysts, to either the inner cell mass or trophoblast, is the first step in cell lineage segregation of the developing human embryo. However, the intercellular signals that control fate determination of these cells remain obscure. Human embryonic stem cells (hESCs) provide a unique model for studying human early embryonic development. We have previously shown that Activin/Nodal signaling contributes to maintaining pluripotency of hESCs, which are derivatives of the inner cell mass. Here we further demonstrate that the inhibition of Activin/Nodal signaling results in the loss of hESC pluripotency and trophoblast differentiation, similar to BMP4-induced trophoblast differentiation from hESCs. We also show that the trophoblast induction effect of BMP4 correlates with and depends on the inhibition of Activin/Nodal signaling. However, the activation of BMP signaling is still required for trophoblast differentiation when Activin/Nodal signaling is inhibited. These data reveal that the early lineage segregation of hESCs is determined by the combinatorial signals of Activin/Nodal and BMP.