胚胎干细胞中内胚层分化的调控机制

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胚胎干细胞中内胚层分化的调控机制

来源：按摩与康复医学作者：崔罗方;王亚娜

发布于：2018-11-16 共1561 字

摘要：胚胎干细胞 (ESC) 在不断发育过程中逐渐分化为内胚层、中胚层与外胚层, 其中内

胚层又会进一步朝着终末细胞分化, 为产生消化道以及肝脏、胰腺等器官的基础。内胚层的形

成过程会经历不同的分化阶段。本文从 TGF-β 信号通路、Wnt 信号通路以及 FGF 信号通路方

面去解析胚胎干细胞向中内胚层分化的调控机制, 希望与该领域研究者一起分享学术观念。

关键词：胚胎干细胞; 中内胚层分化; 信号通路; 转录因子; 遗传调控;

胚胎干细胞 (ESC) 作为一类细胞群体, 具备自我更新与多元分化的能力, 在多类细胞因子的作用

下, 可以分化产生内、中、外 3个胚层。胚胎干细胞向中内胚层的分化受细胞内转录因子和细

胞外生长因子的共同调节。本文以中内胚层分化过程中的调控机制为论点, 进行详细解析。

 1 、信号通路与中内胚层分化

在体外胚胎干细胞定向分化为中内胚层的众多研究中, 数个信号通路被证实在其中发挥了不可

替代的作用, 具体是指 TGF-β 信号通路、Wnt 信号通路以及 FGF 信号通路, 其之间相互作用决

定了胚胎干细胞的分化形式。在 TGF-β 家族中包含了诸多生长因子, 常见的有 TGF-

β、Nodal、Activin、BMPs 和GDFs 等, 上述由细胞分泌的生长因子借助和对应的细胞膜表面的

丝氨酸/苏氨酸激酶受体相整合的方式, 确保了信号由胞外向胞内转导的顺畅性。Smad2 可与干

性因子 Nanog 在调控区域相整合管控其表达方式, 确保细胞的生物活性[1]。Activin/Nodal 信号

在原肠胚产生过程发挥的作用也是极为显着的, 在Activin/Nodal 信号在原肠胚产生初期的上胚

层细胞内, Nodal 就表达, 其作用区域呈现在上胚层后端, 这也是原条产生的位置。在 Nodal 性能

发生改变的情况下, 就会致使胚胎滞留在卵圆柱期并且无法产生原条。在 RNA-seq 和ChIP-Seq

等技术的协助下, 在Activin/Nodal 信号激活后, Smad2/3/4 复合物就会整合至中内胚层标记基因

T、Mixl1、Eomes 等的调控区段, 进而推动标记基因的表达进程。

 2 、Wnt信号通路与中内胚层分化

Wnt 蛋白具备管控细胞增殖、分化、迁移以及极性等环节, 在胚胎发育过程中发挥重要的作

用。在小鼠胚胎发育过程中, Wnt 蛋白可以在内细胞团内大批量的表达, 也可以于滋养外胚层内

检测, β-catenin 的表达量从内细胞团到原条期间都保持相对较高的水平, 这代表了 Wnt 信号在原

肠胚发育以及原条产生过程中发挥关键性作用。在多个激活经典Wnt 信号的 Wnt 配体蛋白内,

若Wnt3 的活性丧失将会导致原肠胚发育受限以及原条的缺如。在体外分化试验过程中, Wnt3

基因也是中内胚层的主要标记基因。

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胚胎干细胞中内胚层分化的调控机制来源：按摩与康复医学作者：崔罗方;王亚娜发布于：2018-11-16共1561字摘要：胚胎干细胞(ESC)在不断发育过程中逐渐分化为内胚层、中胚层与外胚层,其中内胚层又会进一步朝着终末细胞分化,为产生消化道以及肝脏、胰腺等器官的基础。内胚层的形成过程会经历不同的分化阶段。本文从TGF-β信号通路、Wnt信号通路以及FGF信号通路方面去解析胚胎干细胞向中内胚层分化的调控机制,希望与该领域研究者一起分享学术观念。关键词：胚胎干细胞;中内胚层分化;信号通路;转录因子;遗传调控;胚胎干细胞(ESC)作为一类细胞群体,具备自我更新与多元分化的能力,在多类细胞因子...

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