在人类多能干细胞(hPSCs)的研究领域,如何精确调控其“原始态”(primed)多能性一直是再生医学的核心挑战。近日,发表在《Nature Communications》上的一项研究指出,内源性VEGF信号通路在维持人类原始态多能性中扮演了‘守护者’的关键角色,这一发现为我们理解干细胞的自我更新机制提供了全新的视角。
研究团队通过高通量筛选与转录组学分析发现,人类多能干细胞在培养过程中能够自主分泌VEGF。这种内源性VEGF并非仅仅是血管生成的调节因子,它通过与细胞表面的VEGFR受体结合,激活了下游关键的PI3K/AKT及ERK/MAPK信号级联反应。实验数据表明,当利用抑制剂阻断VEGF信号时,多能干细胞表现出明显的凋亡增加,且多能性标志物(如OCT4、SOX2和NANOG)的表达水平显著下降,细胞逐渐丧失其原有的分化潜能。
进一步的机制研究显示,VEGF信号通路通过调控抗凋亡蛋白的表达,有效抵御了培养环境中的应激压力。研究人员通过CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除VEGFR2后,观察到细胞群体的多能性维持能力大幅减弱,这直接证明了该信号通路在维持细胞稳态中的必要性。此外,在无饲养层培养体系中,外源性补充VEGF能够显著改善细胞的克隆形成能力和长期传代的稳定性。
这项研究不仅揭示了VEGF在胚胎发育早期及干细胞维持中的非典型功能,还为临床级干细胞的大规模扩增提供了优化策略。通过精准调控内源性信号通路,研究者们能够更有效地维持干细胞的“干性”,从而为后续的细胞治疗和疾病建模奠定坚实基础。
Journal Reference: Endogenous VEGF signaling acts as a guardian of human primed pluripotency. Nature Communications.