景乃禾研究组发现Brachyury基因在上胚层干细胞的异质性表达介导其对BMP信号的不同响应性
来源：
时间：2016-05-25
5月16日，国际学术期刊
Journal of Biological Chemistry在线发表了
中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所景乃禾研究组的最新研究成果“Dynamic Heterogeneity of Brachyury in Mouse Epiblast Stem Cells Mediates Distinct Respond to Extrinsic BMP Signaling”。该研究发现，Brachyury基因在上胚层干细胞中具有异质性表达，并且发现该异质性表达介导了上胚层干细胞对BMP (Bone morphogenetic protein)信号的不同响应性。
多能干细胞是生物个体生长发育的重要基础和前提。最近研究发现，多能干细胞，包括胚胎干细胞和上胚层干细胞（EpiSCs）等细胞系并不是均一群体，而是由不同细胞亚群组成。然而，关于上胚层干细胞的异质性是如何维持的？上胚层干细胞中基因的异质性表达是否介导了对外源信号的不同响应性等科学问题至今尚未很好解答。
景乃禾研究组宋璐博士等人的研究发现，在上胚层干细胞系中存在Brachyury （T）基因表达阴性及阳性两个不同细胞群体，并且这两个细胞群体能够互相转变。上胚层干细胞的不同细胞亚群呈现出不同的分化潜能。其中，T阴性细胞群体更倾向于外胚层分化，而T阳性细胞群体具有更强的中内胚层分化潜能。进一步的机制研究发现，T阴性及T阳性细胞对BMP信号的响应性不同， 其中T阴性细胞通过Id1基因响应BMP信号，向外胚层分化；T阳性细胞通过Snail基因响应BMP信号，向中内胚层分化。这项研究成果揭示了多潜能上胚层干细胞是异质性的细胞群体，并且不同细胞亚群对外源信号具有不同响应性。上述发现为上胚层干细胞向三胚层细胞的定向分化及其在再生医学中的应用提供了坚实的理论基础。
该项研究得到了科技部、国家自然科学基金委和中科院干细胞先导专项等基金资助。该工作的数据收集工作得到生化与细胞所公共技术服务中心细胞分析技术平台的支持。
图示：上胚层干细胞由不同亚群组成，其中T阴性细胞群体通过Id1基因响应BMP信号，向外胚层分化；T阳性细胞群体通过Snail基因响应BMP信号，向中内胚层分化。
