PLOS Genet：确定干细胞的来源

　　

生物通报道：当大多数动物开始其生命时，细胞立即开始接受任务，变成头、尾或重要的器官。然而，哺乳动物，包括人类，都是特殊的。哺乳动物胚胎细胞要做出不同的第一选择，是成为保护性胎盘还是致力于形成胚胎。

在这关键的第一步中，密歇根州立大学的研究人员有了关键的发现。相关研究结果发表在2014年10月23日的《PLOS Genetics》杂志，对干细胞的来源提供了深刻见解，有望推进再生医学的研究进展。因为这些事件发生在人类妊娠的头四天或头五天，这一阶段妊娠丢失的比例最高，因此，这一研究对生育研究也有重要的启示意义。

多能干细胞可以变成人体内的任何细胞，可以通过两种方式产生。首先，当科学家们重编程成熟成人细胞时，可以产生多能干细胞。第二，在哺乳动物妊娠期间的关键四天时间内，胚胎产生多能干细胞。本文第一作者、MSU生化和分子生物学助理教授Amy Ralston说，事实上，这个时间窗口是哺乳动物所特有的。

她说：“胚胎能以100%的效率制造多能干细胞。重编程细胞的过程——操纵我们自己的细胞成为干细胞，只有1%的效率。胚胎可以做到这一点，我们需要了解它们是怎么做到的。”

研究人员首次发现，在小鼠胚胎中，Sox2基因，似乎比其他一些基因（传统上被确定对干细胞形成起关键作用的基因），更早发挥作用。简单地说，这个基因可以确定哺乳动物干细胞的来源。现在，研究人员正在试图解释为什么Sox2起这种引领作用。

Ralston说：“现在我们知道，Sox2是第一更指标，表明一个细胞是多能性的。事实上，Sox2可能是前多能性基因（pre-pluripotent gene）。我们表明，Sox2只在一个或两个胚胎细胞中是可检测的，早于以前认为的，也早于其他已知的干细胞基因。”

第二个发现是，Sox2具有比最初认为的更大的影响。这个基因似乎会帮助协调构成胎儿的细胞，和其他构建妊娠和培育胎儿的细胞。

未来的研究将集中在研究，到底为什么Sox2发挥这个作用。Ralston说，该研究小组有深刻的认识，但是他们想更加深入了解。

她说：“重编程是令人惊讶的，但是它非常低效。我们从胚胎中学习到的是，如何提高效率，这一过程有一天可能会以更高的成功率，产生用于临床目的的干细胞。”

（生物通：王英）

延伸阅读：一种新的人胚胎干细胞培养方法

生物通推荐原文摘要：
HIPPO Pathway Members Restrict SOX2 to the Inner Cell Mass Where It Promotes ICM Fates in the Mouse Blastocyst
Abstract: Pluripotent epiblast (EPI) cells, present in the inner cell mass (ICM) of the mouse blastocyst, are progenitors of both embryonic stem (ES) cells and the fetus. Discovering how pluripotency genes regulate cell fate decisions in the blastocyst provides a valuable way to understand how pluripotency is normally established. EPI cells are specified by two consecutive cell fate decisions. The first decision segregates ICM from trophectoderm (TE), an extraembryonic cell type. The second decision subdivides ICM into EPI and primitive endoderm (PE), another extraembryonic cell type. Here, we investigate the roles and regulation of the pluripotency gene Sox2 during blastocyst formation. First, we investigate the regulation of Sox2 patterning and show that SOX2 is restricted to ICM progenitors prior to blastocyst formation by members of the HIPPO pathway, independent of CDX2, the TE transcription factor that restricts Oct4 and Nanog to the ICM. Second, we investigate the requirement for Sox2 in cell fate specification during blastocyst formation. We show that neither maternal (M) nor zygotic (Z) Sox2 is required for blastocyst formation, nor for initial expression of the pluripotency genes Oct4 or Nanog in the ICM. Rather, Z Sox2 initially promotes development of the primitive endoderm (PE) non cell-autonomously via FGF4, and then later maintains expression of pluripotency genes in the ICM. The significance of these observations is that 1) ICM and TE genes are spatially patterned in parallel prior to blastocyst formation and 2) both the roles and regulation of Sox2 in the blastocyst are unique compared to other pluripotency factors such as Oct4 or Nanog.