控制人類誘導(dǎo)多能干細(xì)胞多能性和決定早期細(xì)胞命運(yùn)的信號(hào)通路

胚胎源性人類多能干細(xì)胞和重編程的(reprogrammed)體細(xì)胞來源的人類多能干細(xì)胞的共同特征包括無限增殖和持久、廣泛地向各種類型細(xì)胞分化的潛能。但是在維持細(xì)胞多能性和調(diào)控細(xì)胞分化方面，這兩種來源的細(xì)胞是否依賴相似的機(jī)制仍然存在爭(zhēng)議，而在這些機(jī)制中出現(xiàn)任何一點(diǎn)差異都將會(huì)導(dǎo)致經(jīng)重編程的成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的多能誘導(dǎo)干細(xì)胞(induced pluripotent stem cells，iPSCs)的多能性發(fā)生異常改變。在此情況下，目前用于促使人類胚胎干細(xì)胞(embryonic stem cells，ESCs)擴(kuò)增和分化的方法可能并不能直接適用于人類iPSCs的擴(kuò)增和分化。歐洲科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人類iPSCs依賴activin/nodal/TGFβ信號(hào)通路，控制同源蛋白轉(zhuǎn)錄因子Nanog表達(dá)，從而維持其多能性(人類ESCs也同樣依賴該信號(hào)通路)。由此可見，人類iPSCs維持自身多能性的機(jī)制與人類ESCs的機(jī)制相似。同時(shí)，他們還證實(shí)，在人類ESCs特異地分化為胚外組織、神經(jīng)外胚層及中胚層的過程中，充足的生長因子是其必要條件，而這些生長因子同樣可以促使人類iPSCs分化為以上各組織。以上實(shí)驗(yàn)為了避免可能出現(xiàn)的干擾發(fā)育機(jī)制分析的因素，是在純粹的化學(xué)合成的培養(yǎng)基中進(jìn)行的，而且實(shí)驗(yàn)獲得的某些組織與今后臨床應(yīng)用需要的并不完全相同。綜上所述，人類iPSCs維持自身多能性和調(diào)控自身分化所依賴的機(jī)制與人類ESCs的機(jī)制相似，也可以說這些不同類型的多能細(xì)胞在功能方面是等同的。