人類胚胎干細胞(hESCs)不僅能夠轉(zhuǎn)變?yōu)槿梭w的所有細胞類型，還能夠在實驗室中無限地增殖。然而從發(fā)育胚胎中取得，隨后在體外培養(yǎng)的hESCs與早期胚胎中的多能外胚層細胞相比，往往會顯示出一些生物學(xué)差異。

現(xiàn)在來自新加坡科技局（A*STAR）基因組研究所(GIS)的一個研究小組，開發(fā)出了一種新方發(fā)出來生成更接近于真實外胚層細胞的hESCs。

該研究的領(lǐng)導(dǎo)者是新加坡基因組研究所執(zhí)行所長Ng Huck Hui博士，其在胚胎干細胞維持多能性的分子機制方面做出許多重要貢獻，包括發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)錄因子Klf2，Klf4和Klf5，組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶Eset，組蛋白去甲基酶Jmjd1a和Jmjd2c等在胚胎干細胞特性維持中的作用，研究胚胎干細胞中關(guān)鍵因子在基因組上的結(jié)合位點，發(fā)現(xiàn)Esrrb和Nr5a2在重編程中的作用。

Ng說：“我們發(fā)現(xiàn)，可將多能人類胚胎干細胞轉(zhuǎn)換至更接近于它們真實生活中樣子的狀態(tài)。這種新細胞狀態(tài)有潛力改進hESCs的許多應(yīng)用，例如建立疾病模型。”

為了誘導(dǎo)出更天然的狀態(tài)，Ng和同事們篩查了11種小分子以尋找能夠促進參與自我更新的基因NANOG表達的物質(zhì)。研究人員確定了三種化合物組成的雞尾酒，加上生長因子LIF (3iL)，能夠?qū)?span lang="EN-US">hESCs中的NANOG表達水平提高近兩倍，并將這些細胞維持在持續(xù)生長的狀態(tài)。他們將生成的干細胞命名為3iL hESCs。

經(jīng)過及未經(jīng)化學(xué)處理的hESCs表達相似水平的一些多能性潛在基因。但只有3iL干細胞的基因表達譜與直接取自早期胚胎的外胚層細胞接近相符。研究作者Jonathan Göke認為，實驗室培養(yǎng)有可能重新連接了常規(guī)培養(yǎng)hESCs中的一些調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。3iL處理有可能重置了這一過程。

研究作者Yun Shen Chan 說：“人們優(yōu)化了一些培養(yǎng)條件來支持自我更新，但這些胚胎條件與胚胎的復(fù)雜信號和通訊系統(tǒng)有很大的不同。因此，用來培育hESCs的這一培養(yǎng)條件或許可以部分解釋實驗室培養(yǎng)hESCs和體內(nèi)外胚層細胞之間的差異。”

研究人員還在探究3iL配方是否適用于由成體細胞重編程至胚胎樣狀態(tài)的誘導(dǎo)多能干細胞(iPSCs)。“還需要開展一些工作全面比較3iL iPSCs和‘標準’ iPSCs，但我們的初期結(jié)果表明3iL有可能生成更高質(zhì)量的iPSCs。”