Cell子刊：干细胞如何领到它们的“身份证”

　　

生物通报道  来自哥本哈根大学的科学家们发现了一种机制，可以解释干细胞是如何选择变为特定的细胞类型的：这些细胞在沿着DNA的精确位点上组合了数组特定的蛋白质。当这几组特定的蛋白质组合到一起时，大门被打开，几组特定的基因由此获得利用，赋予了细胞新身份（延伸阅读：Cell重要成果：解析细胞命运的第一步 ）。

科学家们现在确定了其中的一种组合，其沿路驱动细胞使得它们变为了肝脏和胰腺之类的器官。这一最新的研究有可能引导科学家们更好地了解，如何在实验室中生成可用于1型糖尿病治疗的胰岛素分泌细胞。

研究工作发布在近期的《细胞干细胞》（Cell Stem Cell）杂志上。

特异性——选择组合

在哥本哈根大学DanStem中心Henrik Semb的领导下，科学家们揭示了新细胞身份的获取机制；一些细胞响应来自周围环境的信息，转而在DNA的某些特定位置上激活了特异的蛋白质组合，开启了遗传程序。

助理教授Karen Schachter说：“我们将一种特殊的化合物添加到培养基中，促进了生成一些新细胞类型。只有少数的蛋白质可以译解这一化合物传递的信息。我们随后沿着细胞的DNA寻找了被化合物激活的蛋白质所在的位置。利用另一种化合物我们重复了这一实验，由此了解了这些反应的特异性，并将细胞朝着不同的细胞命运定向时决定利用的一些基因进行了分类。”

获得身份权

人类多能干细胞研究领域的焦点一直都放在寻找正确的药物或化合物组合，利用它们来驱动培养皿中细胞转变为特定细胞类型这一方向上。

“然而却没有去了解这些化合物激活一些基因，赋予细胞特殊身份的机制，导致了不同实验室采用的方法重复性差。这就好比，如果你采用预混合粉来烤蛋糕，你用完了一种重要的成分，又不知道如何替代它的作用，你将会面临一些问题。我们相信，我们的研究提供的一些有用的信息将会帮助更好地认识配方，因此我们可以一种更可控的方式来生成功能性细胞，”博士后Nina Funa说。

由于干细胞团体将太多注意力都放在实验室生成治疗用细胞上，因此DanStem中心的科学家们强调继续开展这类重要基础研究工作非常的重要。“我们的最终目标是了解干细胞做出选择的机制，这还可以帮助提高那些将干细胞投入临床应用的研究工作的质量，”Funa说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

β-Catenin Regulates Primitive Streak Induction through Collaborative Interactions with SMAD2/SMAD3 and OCT4

Canonical Wnt and Nodal signaling are both required for induction of the primitive streak (PS), which guides organization of the early embryo. The Wnt effector β-catenin is thought to function in these early lineage specification decisions via transcriptional activation of Nodal signaling. Here, we demonstrate a broader role for β-catenin in PS formation by analyzing its genome-wide binding in a human embryonic stem cell model of PS induction. β-catenin occupies regulatory regions in numerous PS and neural crest genes, and direct interactions between β-catenin and the Nodal effectors SMAD2/SMAD3 are required at these regions for PS gene activation. Furthermore, OCT4 binding in proximity to these sites is likewise required for PS induction, suggesting a collaborative interaction between β-catenin and OCT4. Induction of neural crest genes by β-catenin is repressed by SMAD2/SMAD3, ensuring proper lineage specification. This study provides mechanistic insight into how Wnt signaling controls early cell lineage decisions.