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作者:Paul Gadue&George Daley 来源:《细胞—干细胞》 发布时间:2008-1-15 11:21:53
-CELL-
多种信号通路在胚胎造血不同阶段的作用

  封面图片:在含有骨形态发生蛋白4的介质中分化得到的来自人类胚胎干细胞BG01的红系细胞。(图片提供:波士顿儿童医院Il Ho Jang以及Thorsten Schlaeger)

 
胚胎时期血液的形成依赖于骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)等因素,在1月10日出版的《细胞—干细胞》(Cell Stem Cell)上,来自加拿大、美国、法国、德国和英国的两组科学家分别发表文章,分析了各种信号通路在促进鼠胚胎干细胞血液形成方面的作用。
 
科学家一直不清楚BMP信号如何与其它胚胎造血过程因子相互作用。而利用胚胎干细胞,研究人员发现BMP4首先诱导腹后中胚层(ventral-posterior mesoderm)发生,然后通过激活Wnt3a并促进Cdx和Hox基因使中胚层细胞发育成血液成分。当这一过程中BMP信号被阻断时,增加Cdx1或Cdx4基因的表达能恢复胚胎造血过程。此外,Wnt信号与BMP诱导的造血过程相互作用,而Wnt受动器LEF1能调节Cdx基因的激活。
 
研究结果表明,BMP信号在胚胎造血过程中起到了两个截然不同而又相互联系的作用:开始时诱导中胚层发生,接着通过激发Wnt信号和Cdx-Hox通路促使血液成分形成。
 
而在另一个小组的文章中,来自加拿大和美国的科学家利用胚胎干细胞分化系统分析Activin/Nodal、BMP和Wnt信号通路在胚胎造血过程三个阶段-原线(primitive streak)形成、Flk1+中胚层形成以及造血祖细胞形成-中的作用。结果发现,Activin/Nodal和Wnt信号对于诱导原线发生是必需的,而这一过程中BMP没有起到作用。尽管BMP对于诱导原线形成并非必需,它却对原线起到了后向作用。在Flk1+中胚层形成诱导过程中,以上三种信号通路都有所作用,在Flk1+中胚层向造血系统分化过程中,需要VEGF和Wnt,但是不需要BMP和Activin/Nodal信号,其中Wnt信号对于原始红系细胞(erythroid cell)很关键。
 
以上研究结果揭示了血细胞形成过程中各种信号的动力学变化,并确定了Wnt在原始红系细胞系统发育过程的重要作用。(科学网 何宏辉/编译)
 
(《细胞—干细胞》(Cell Stem Cell),Vol 2, 60-71, 10 January 2008,M. Cristina Nostro, Paul Gadue)
 
(《细胞—干细胞》(Cell Stem Cell),Vol 2, 72-82, 10 January 2008,Claudia Lengerke, George Q. Daley)
 
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