论文部分内容阅读
哺乳动物早期神经发育经历了内细胞团(Inner Cell Mass，ICM)、上胚层(Epiblast)和神经外胚层(Neuroectorderm)等三个阶段。内细胞团细胞在体外培养可以得到全能性的小鼠胚胎干细胞(Embryonic Stem Cells,ESCs)，而上胚层细胞在体外培养可以得到多潜能的上胚层干细胞(Epiblast Stem Cells，EpiSCs)。但小鼠胚胎干细胞的体外神经诱导过程是否也经历这些阶段，如实地再现了体内胚胎早期神经诱导过程尚不清楚。BMP信号通路在小鼠胚胎早期神经诱导过程中扮演了重要的角色，但并没有数据表明该信号是否在这一过程的不同阶段具有不同的功能。我们的研究发现，在小鼠胚胎干细胞体外神经诱导过程中，存在一个对BMP4抑制敏感的时间窗口。从基因表达模式看这个时期的细胞对应于体内的上胚层细胞，并可以在体外培养得到来源于胚胎干细胞的上胚层干细胞(ESCderived EpiSCs,ESD-EpiSCs)。这些ESD-EpiSCs与来源于体内胚胎上胚层的EpiSCs在形态，基因表达，分化潜能等各方面都很相似。基于这种ESD-EpiSCs，我们可以将小鼠胚胎干细胞的体外神经诱导过程分为两个阶段：从ESCs到ESD-EpiSCs阶段，以及从ESD-EpiSCs到神经前体细胞阶段。在这个基础上我们对这两个阶段中BMP信号的功能分别进行了研究，发现BMP信号在小鼠胚胎干细胞神经诱导过程的不同阶段有不同的功能：它在前一阶段抑制ES细胞分化为ESD-EpiSC，在后一个阶段则抑制ESD-EpiSC的神经分化，而促进其向非神经系的细胞分化。