Francesco Neri、Caterina De Clemente、Maurizio Orlandini、Claudia Lentucci、Francesca Anselmi 和 Federico Galvagni
目的:胚胎干细胞 (ESC) 的多能性是通过不同的信号通路和转录因子网络之间的复杂相互作用来维持的。尽管人们对这种多能性自我更新回路了解甚多,但目前对导致 ESC 退出多能性并开始分化的分子事件了解甚少。全反式维甲酸 (atRA) 在胚胎发育和 ESC 分化中起着重要且多效的作用。本研究的目的是检查 ESC 对 atRA 的自分泌合成,测试其在 ESC 自发分化为胚状体 (EB) 中的作用,并分析参与 atRA 合成途径的酶和蛋白质的表达。
方法:在存在或不存在 atRA、视黄醇或 RAR 拮抗剂 CD2665 的情况下培养未分化或分化为 EB 的 ESC,并分析 Brachyury 表达作为 ESC 分化状态的标志。在存在或不存在视黄醇的情况下生产 ESC 或 EB 条件培养基,并在 RARE-荧光素酶报告细胞上进行测试。在未分化或分化的 ESC 上进行 atRA 生物合成途径成分的 RT-qPCR 分析。最后,使用微阵列基因表达谱来识别 ESC 中的直接 atRA 靶基因。
结果:我们在此证明 atRA 促进 ESC 分化的早期步骤,并且 ESC 在自发分化为 EB 的过程中增强了合成 atRA 的能力,上调了 RDH1、RDH10、ADH3、RALDH2 和 CRABP2。在 ESC 中受 atRA 调控的 35 种转录因子 (TF) 中,已知上调的 3 种 TF(Snai1、Gata6、Cdx1)参与 ESC 多能性退出,而下调的 3 种 TF(Otx2、Id2 和 Arid1a)参与 ESC 多能性维持。
结论: ESC 的培养和受控分化为再生医学和发育生物学开辟了新领域。本文证明了 RA 是在 ESC 自发分化为 EB 的过程中由 ESC 合成的,并在促进其自身分化过程中发挥积极作用。