Cell子刊：决定细胞分化的新理论

　　

生物通报道：哈佛大学的干细胞研究人员提出了，在发育过程中决定干细胞分化命运的新理论。他们发现，前列腺素E2的浓度能够决定干细胞是成为肝细胞还是胰腺细胞。前列腺素E2是一种炎症性因子，在炎症和疼痛中起重要作用。

这项研究于二月十三日发表在Cell旗下的Developmental Cell杂志上，这一成果将帮助人们更好的生产肝细胞和胰腺细胞，并将其用于科学研究或临床治疗。

哈佛大学干细胞研究所HSCI的Wolfram Goessling博士与Trista North博士合作，对斑马鱼胚胎进行了研究。他们发现，在干细胞分化形成内脏的区域中，前列腺素E2的含量存在一个梯度。

肝脏和胰腺来源于共同的内胚层前体细胞。研究显示，在这些负责肝脏/胰腺形成的干细胞上，存在着特殊的细胞膜受体，这些受体可以检测周围的前列腺素E2含量，并在此基础上指引细胞分化为特定的器官类型。

“感知较多前列腺素的细胞成为肝脏，而感知较少前列腺素的细胞形成胰腺，”Goessling说，他是哈佛医学院的一名助理教授。“我们这是首次发现，前列腺素可作为引导干细胞分化的因子，发出决定细胞命运的基础指令。”

随后研究人员发现，前列腺素E2在哺乳动物中也能起到类似的作用。他们用不同浓度前列腺素E2处理小鼠干细胞，成功诱导它们向肝细胞或胰腺细胞分化。此外，研究还显示前列腺素E2也能促进肝脏的生长和肝细胞的再生。

Goessling和他的搭档North早在2005年就对前列腺素E2产生了兴趣。当时他们用2500种已知药物对斑马鱼胚胎进行化学筛选，以寻找能够令造血干细胞增多的化合物。他们发现前列腺素E2的效果最好，它是首个被发现有此效果的分子。最近，前列腺素E2作为脐带血移植药物，已经成功完成了1b期临床试验

“在不同器官中，前列腺素可能是细胞生长的主要调控因子，”Goessling说。“我们知道它可以用于脐带血移植，也能够在肝脏中起作用，那么很可能前列腺素还能影响更多的其他器官。”

鉴于前列腺素E2的上述新功能，研究人员希望能够将其用于诱导多能干细胞iPSC，控制它们向肝细胞或者胰腺细胞分化。iPSC是将对成熟细胞进行重编程形成的，具有与干细胞类似的特性。研究人员指出，这样的方案将能帮助人们，治疗那些需要移植肝细胞或者相关器官受损的患者。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文摘要：

Prostaglandin E2 Regulates Liver versus Pancreas Cell-Fate Decisions and Endodermal Outgrowth

The liver and pancreas arise from common endodermal progenitors. How these distinct cell fates are specified is poorly understood. Here we describe prostaglandin E2 (PGE2) as a regulator of endodermal fate specification during development. Modulating PGE2 activity has opposing effects on liver versus pancreas specification in zebrafish embryos as well as mouse endodermal progenitors. The PGE2 synthetic enzyme cox2a and receptor ep2a are patterned such that cells closest to PGE2 synthesis acquire a liver fate, whereas more distant cells acquire a pancreas fate. PGE2 interacts with the bmp2b pathway to regulate fate specification. At later stages of development, PGE2 acting via the ep4a receptor promotes outgrowth of both the liver and pancreas. PGE2 remains important for adult organ growth, as it modulates liver regeneration. This work provides in vivo evidence that PGE2 may act as a morphogen to regulate cell-fate decisions and outgrowth of the embryonic endodermal anlagen.