由佛罗里达州立大学生物学家领导的一项开创性的新研究可以从根本上改变我们对胚胎干细胞如何分化成特定细胞类型的理解。

今天发表在干细胞报告杂志上的这项研究质疑了胚胎干细胞在转变为内胚层时的几十年科学共识，胚胎干细胞是动物胚胎中的一类细胞，可以产生消化系统和呼吸系统。

FSU生物科学系的J. Herbert Taylor分子生物学杰出教授David M. Gilbert表示，这项研究提出了关于胚胎干细胞何时将其不可改变的方法描述为固定内胚层谱系的完善概念 - 在这种情况下，他们的最终的命运作为特定的消化或呼吸细胞。

吉尔伯特说：“本文质疑长期以来的假设，即胚胎干细胞在细胞定型的最早阶段仍保持相当的塑性和可塑性。”“我们证明，人类胚胎干细胞可以不可逆转地对内胚层谱系 - 肝脏和胰腺细胞 - 例如 - 非常快。”

这些发现代表了胚胎干细胞分化研究的新篇章，这一领域可能是帮助科学家和临床医生解决各种疾病改良疗法的关键。

使用由位于圣地亚哥的再生医学公司ViaCyte开发的复杂方案，Gilbert及其合作者将胚胎干细胞样本暴露于培养条件，以便将细胞推进到定形内胚层阶段，这是专门细胞发育的快车道。然后研究小组迅速将细胞送回一系列治疗因子，以使其恢复到胚胎状态。

根据以前的研究，研究人员推测，在内胚层培养中，或者至少需要一个完整的细胞分裂周期，细胞才能进入发育轨道。

“事实上，我们发现，在接触内胚层鸡尾酒仅几个小时后 - 细胞分裂周期的一小部分 - 细胞可以返回到干细胞混合物中并继续经历相同系列的基因表达变化。保留在内胚层鸡尾酒中的对照细胞。“

换句话说，在内胚层培养物中非常短暂地浸泡后，细胞已经完全适应特定的细胞程序。

吉尔伯特和他的合着者在他们的论文中写道：“在此之前报道的实验之前，没有人期望早期干细胞谱系的承诺如此迅速和不可逆转。”

这不是团队研究所挑战的唯一根深蒂固的假设。长期以来，科学家一直认为细胞核中染色体的三维组织具有异常的刚性，并且与复制时间密切相关 - 复制时间是细胞分裂前DNA片段被复制的顺序。据认为，重新配置该架构的唯一方法是在将染色体传递给其子细胞时裂开细胞核。