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揭示胚胎干细胞分化为终末组织类型的详细机制一直是干细胞生物学与再生医学领域的重要研究目标。近日，美国宾夕法尼亚大学医学院的Kenneth S. Zaret教授团队在祖细胞研究中，发现了一种基于组蛋白修饰预测细胞命运的方法。该成果发表于国际顶级期刊《科学》(Science)。

研究背景：Zaret教授长期聚焦于基因调控、染色质结构以及发育和干细胞生物学，曾在Science及Cell等权威期刊发表多项突破性成果。他现任MCB杂志编辑，并担任美国国家医学研究院(NIGMS)科学顾问委员会主席。

发育生物学与再生医学领域一直关注胚胎如何将不同功能分配给不同细胞类型。Zaret实验室多年来致力于揭示小鼠胚胎中特异性细胞类型分化的信号网络。此前研究证实，特定细胞生长因子可通过结合细胞表面受体，启动化学信号决定细胞命运，推动细胞向肝细胞分化并抑制其向胰腺细胞分化。

最新发现：本次研究证实，组蛋白乙酰转移酶P300和组蛋白甲基转移酶Ezh2在决定细胞向肝脏或胰腺命运转化中发挥关键调控作用。通过在小鼠胚胎中抑制这两种酶的功能，研究人员成功诱导胚胎细胞生成较少的肝细胞、较多的胰腺细胞。

Zaret教授指出：“我们惊讶地发现，在细胞命运被确定之前，胚胎细胞在组蛋白这一表观遗传学标志上就已存在差异。这意味着我们可以通过操作组蛋白修饰影响细胞命运，或通过检测组蛋白状态在分化早期预测细胞的最终命运。”

美国国立卫生研究院遗传学和发育生物学部主任Susan Haynes博士表示：“这项研究推动了科学家对细胞命运决定早期阶段的理解，并为再生医学中控制干细胞命运提供了新思路。”

Zaret教授强调：“深入理解细胞正常编程机制，将有助于实现对其他细胞类型的精准重编程。”

应用前景：研究团队希望基于这一发现开发新技术，推动胚胎干细胞生成治疗及研究所需的肝脏或胰腺β细胞，解决器官短缺难题，为I型糖尿病及急性肝衰竭患者提供移植所需细胞。目前，团队正模拟胚胎发育步骤，促进干细胞向成熟细胞分化，并计划将这些机制应用于评定祖细胞表观遗传学状态。未来，他们还将利用生成的肝脏和胰腺细胞筛选修复缺陷或促进生长的药物。

参考文献：Science, 来源：生物通 何嫱