高绍荣Cell子刊点评干细胞最新研究

　　

生物通报道：所谓初始胚胎干细胞(naïve embryonic stem cell)是指具有发育成为任意细胞类型多能性的干细胞，这类细胞为研究人体发育生物学和临床应用提供了新的机会。近期两项研究报道了这种人源性初始干细胞分化与DNA甲基化的相关进展，为进一步了解此类细胞提供了重要信息。

在最新一期（3月3日）Cell Stem Cell杂志上，同济大学生命科学与技术学院的高绍荣教授与王译萱博士发表了评论性文章：“Human Naive Embryonic Stem Cells: How Full Is the Glass?”，介绍了这两项重要的干细胞研究成果，并从多个角度分析了人源性初始干细胞研究。

在早期胚胎中，胚胎发育的胚泡阶段持续不到5天的时间。存在于胚泡发育初期的远没有成熟的人胚胎干细胞被称作初始胚胎干细胞(naïve embryonic stem cell)。随后在植入期间，人们认为这些初始胚胎干细胞到达一种更为成熟的状态，此时它们被称作活化胚胎干细胞(primed embryonic stem cell)，这时它们作好准备变成体内任何一种细胞类型。

来自加州大学旧金山分校等处的研究人员发现了早期阶段的胚胎，即胚泡(blastocyst)，在受精后至少6天时间内保持来自卵子的DNA甲基化谱。在之前的研究中，科学家们曾认为来自卵子的甲基化记忆在受精后只能保持几个小时。

受精后的6天时间在人体发育中起着非常关键的作用，很多变化都是这段时间内发生的。目前而言，仍不清楚胚泡为何在这段时间内保持甲基化或它起着什么作用，但是这一发现为人们打开一个新的研究领域：研究卵子中形成的甲基化谱如何影响胚胎质量和健康婴儿出生。

而且研究人员还证实在体外获得胚胎干细胞的原始方法导致细胞出现问题，如DNA重要位置上的甲基化丢失。因此，在有办法产生处更加稳定的初始胚胎干细胞之前，产生用于再生医学的胚胎干细胞还是应当处于活化状态以便获得最高质量的细胞用于分化。

另外一篇文章中，来自剑桥大学的研究人员解析了添加了不同选择性激酶抑制剂的培养条件下，是否可以捕获直接来自胚胎的初始外胚层细胞，从中他们发现了一些特殊的蛋白，如KLF17等。

关于干细胞研究，近期中国学者揭示了SOX2作为一个重要的转录因子，在人的胚胎干细胞和人的神经祖细胞这两类截然不同却又具有发育相关性的干/祖细胞中的功能和调控网络。

研究人员通过ChIP-seq、RNA-seq和蛋白质谱等手段，全面比较分析了SOX2在hESCs和hNPCs中的转录调控网络和蛋白质相互作用网络。这剖析了SOX2从hESCs向神经分化各阶段的功能和作用机制，不仅丰富了对SOX2这一重要转录因子的认识，也为充分利用hESCs和hNPCs的潜能奠定了基础。同济大学，中科院Cell Res解析SOX2的细胞命运决定机制

（生物通：万纹）

原文摘要：

Human Naive Embryonic Stem Cells: How Full Is the Glass?

Human naive embryonic stem cells in the ground state of pluripotency provide a new opportunity to study human developmental biology and potential clinical applications. Two studies now report related work in human naive stem cell derivation and DNA methylation analysis, with one reporting some differences from oocyte and blastocyst profiles.

Naive Pluripotent Stem Cells Derived Directly from Isolated Cells of the Human Inner Cell Mass

Conventional generation of stem cells from human blastocysts produces a developmentally advanced, or primed, stage of pluripotency. In vitro resetting to a more naive phenotype has been reported. However, whether the reset culture conditions of selective kinase inhibition can enable capture of naive epiblast cells directly from the embryo has not been determined. Here, we show that in these specific conditions individual inner cell mass cells grow into colonies that may then be expanded over multiple passages while retaining a diploid karyotype and naive properties. The cells express hallmark naive pluripotency factors and additionally display features of mitochondrial respiration, global gene expression, and genome-wide hypomethylation distinct from primed cells. They transition through primed pluripotency into somatic lineage differentiation. Collectively these attributes suggest classification as human naive embryonic stem cells. Human counterparts of canonical mouse embryonic stem cells would argue for conservation in the phased progression of pluripotency in mammals.