重磅级文章解读近年来胚胎干细胞研究领域新成果!

本文中，小编整理了多篇重要研究成果，共同解读科学家们近年来在胚胎研究领域取得的新进展，分享给大家！

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【1】的多能性，有望开发新的再生疗法

doi：10.1126/science.abb4467

在一项新的研究中，来自美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员发现胚胎中称为CMA（chaperone-mediated autophagy， 分子伴侣介导的自噬）的自噬过程可能作为修复或再生受损细胞和器官的新型治疗靶点。相关研究结果发表在Science期刊上。

人体包含200多种不同类型的特化细胞。所有这些细胞都可以由胚胎干细胞（ESC）分化而来。胚胎干细胞不断地自我更新，同时保留了分化为成年动物中任何一种细胞类型的能力，这种状态称为多能性。科学家们已知道细胞代谢在这一过程中起到了一定的作用；但是，目前还不清楚细胞的内部线路究究竟如何起作用以保持这种状态并最终决定干细胞的命运。这项新的临床前研究首次展示了胚胎干细胞如何将CMA保持在低水平，以促进这种自我更新，而且我们揭示了两种可能操纵胚胎自我更新和分化的新方法来关闭这种抑制，以增强CMA活性和让它们分化成特化细胞。

【2】

doi：10.1038/s41586-020-2383-9

近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自剑桥大学等机构的科学家们通过研究利用胚胎开发出了一种新型模型来研究人类的早期发育阶段。这种模型类似于18-21天大小的胚胎的一些关键元素，其能帮助研究人员观察到人类机体形成的潜在过程，这是以前从未直接观察到的，而理解这些过程则能够帮助研究人员揭示人类出生的缺陷和疾病发生的原因，同时就能在孕妇群体中开展相关的检测。

这种计划或机体蓝图是通过一种名为“原肠胚形成”的过程开始的，在原肠胚形成过程中，胚胎会形成三层不同的细胞，这些细胞随后会转化成为机体的主要系统，即外胚层会形成神经系统，中胚层能形成肌肉，而内胚层则能够形成肠道。原肠胚阶段通常被称为人类发育的“黑箱期”（black box），因为法律限制禁止在第14天之后在实验室培养人类胚胎，而这一过程是从第14天开始的，这个限制设定在胚胎不能形成双胞胎的阶段。

【3】

doi：10.1016/j.celrep.2019.10.011

胚胎干细胞（ESC）具有自我更新的双重能力和分化的潜能，而两者都需要受到严格的调节控制。在ESC分化过程中，会发展为特殊的细胞类型，例如皮肤细胞，神经细胞，肌肉细胞等。虽然我们对ES细胞调控的理解主要在于转录和表观差异等方面，但我们对转录后调控的作用仍知之甚少。

最近，丹麦的一个研究小组发现了由PolyA-tail eXosome Targeting"（PAXT）调控的核RNA水平升高以及Polycomb Repressive Complex 2（PRC2）调控的转录之间的关系。研究人员提出，过量的RNA会通过隔离DNA来阻碍PRC2的功能。他们的结果强调了核RNA水平稳态的重要性，并证明了大分子RNA调节染色质相关蛋白的能力。

【4】

doi：10.15252/msb.20199002

蛋白质浓度的时间变化如何影响生物学？这是一个生物学家们最近才开始研究解决的问题，而且越来越多的研究结果表明，特定蛋白质数量的随机时间变化在生物学过程中起着直接而且重要的角色。近日，一项刊登在国际杂志Molecular Systems Biology上的研究报告中，来自瑞士洛桑联邦理工学院等机构的科学家们通过研究发现，蛋白质浓度的时间波动或能决定胚胎所转变的细胞类型。

文章中，研究者对两种名为SOX2和OCT4的重要转录因子进行研究，这两种转录因子的水平在胚胎干细胞中会随着时间的改变而发生改变，其对于胚胎干细胞的自我更新及分化为特定细胞类型都非常重要。为了监测转录因子的时间波动，研究人员进行了非常复杂的基因工程操作，在一条胚胎线上制造了5个敲入的“报告”基因（reporter genes），这些是附在相关基因附近的基因，当细胞中靶向基因被表达时，其就会产生可见信号，比如荧光，随后当其产生相应蛋白时其就会“报告”。

【5】

doi：10.1038/s41587-019-0197-9

心外膜及其衍生物为发育和成体心脏提供营养和结构支持。为此，来自华盛顿大学的Charles E. Murry和剑桥大学的Sanjay Sinha合作测试了人类胚胎(hESC)来源的心外膜在体外增强工程心脏组织的结构和功能的能力，并提高hESC-心肌细胞移植在大鼠心脏中的疗效。相关研究成果发表在Nature Biotechnology杂志上。