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(hào)效應(yīng)器 YAP1 是人類胚胎干細(xì)胞 (hESCs) 中節(jié)點(diǎn)信號(hào)傳導(dǎo)的主要調(diào)節(jié)因子，該過(guò)程對(duì)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(guò)程到癌癥進(jìn)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(shuō)。 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(huì)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(diǎn)是了解 YAP 在發(fā)育過(guò)程中在正常干細(xì)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(shí)，以生成對(duì)抗 YAP1 驅(qū)動(dòng)的癌癥的新工具，”Estarás 說(shuō)，
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(xì)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(xì)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(gè)過(guò)程中的錯(cuò)誤會(huì)導(dǎo)致胚胎死亡或出生缺陷。
為了使胚胎在原腸胚形成過(guò)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(xiàng)研究中，卡茨醫(yī)學(xué)院和其他機(jī)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(guò)程中的作用。他們使用 2D 微圖案表面使 hESC 細(xì)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(xì)胞。
“倫理限制禁止對(duì)人類胚胎進(jìn)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(guò)程的分子途徑，”Estarás 說(shuō)。
分析得出了兩個(gè)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(gè)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(kuò)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(shuō)。“外胚層的正確形成對(duì)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(guò)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(duì)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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