坦普爾大學(xué) Lewis Katz 醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，Hippo 信號效應(yīng)器 YAP1 是人類胚胎干細胞 (hESCs) 中節(jié)點信號傳導(dǎo)的主要調(diào)節(jié)因子，該過程對人類發(fā)育至關(guān)重要。
“我們的研究結(jié)果可能具有廣泛的意義，從了解人類發(fā)育過程到癌癥進展，”卡茨醫(yī)學(xué)院心血管科學(xué)和轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心助理教授康奇·埃斯塔拉斯博士說。 Fox Chase 癌癥中心癌癥表觀遺傳學(xué)研究所成員。
YAP1 在發(fā)育中非?；钴S，但在出生后其活性會降低。然而，在成年期，YAP1 在許多類型的癌癥中被重新激活，包括肝癌。
“我們的工作重點是了解 YAP 在發(fā)育過程中在正常干細胞環(huán)境中的作用。了解 YAP1 在這種情況下的工作方式將為我們提供必要的知識，以生成對抗 YAP1 驅(qū)動的癌癥的新工具，”Estarás 說，
原腸胚是一種模仿稱為原腸胚的早期發(fā)育結(jié)構(gòu)的小細胞聚集體。原腸胚由三層組成：外胚層、中胚層和內(nèi)胚層。這些層包含人體所有器官的創(chuàng)始細胞，使原腸胚形成和原腸胚成為里程碑式的發(fā)育階段。這個過程中的錯誤會導(dǎo)致胚胎死亡或出生缺陷。
為了使胚胎在原腸胚形成過程中發(fā)育，適當(dāng)劑量的 Nodal 蛋白是必不可少的。先前的研究表明 YAP1 在原腸胚形成中的作用，但需要更多信息。
在這項研究中，卡茨醫(yī)學(xué)院和其他機構(gòu)的 Estarás 和研究人員使用 hESC 在體外制造類原腸胚，并研究 YAP1 在原腸胚形成過程中的作用。他們使用 2D 微圖案表面使 hESC 細胞分化為所謂的原腸胚結(jié)構(gòu)中的中胚層、外胚層和內(nèi)胚層細胞。
“倫理限制禁止對人類胚胎進行研究，因此使用體外產(chǎn)生的原腸胚重建胚胎發(fā)生使我們能夠研究參與這一基本發(fā)育過程的分子途徑，”Estarás 說。
分析得出了兩個重要發(fā)現(xiàn)。首先，他們發(fā)現(xiàn) YAP1 調(diào)節(jié)了原腸胚中三個胚層的正確分配，并且缺失 YAP1 的原腸胚具有減少的外胚層和擴大的中胚層和內(nèi)胚層。
“外胚層是產(chǎn)生神經(jīng)系統(tǒng)和身體外表面(如皮膚)的胚層，”埃斯塔拉斯說。“外胚層的正確形成對于胚胎的發(fā)育至關(guān)重要。”
其次，為了使胚胎在原腸胚形成過程中發(fā)育，正確劑量的 Nodal 蛋白是必不可少的。Estarás 及其同事發(fā)現(xiàn)，YAP1 對于決定在原腸胚中產(chǎn)生多少 Nodal 蛋白至關(guān)重要。
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