封面：多种信号通路在胚胎造血不同阶段的作用

多种信号通路在胚胎造血不同阶段的作用

　　

 论文作者：Paul Gadue&George Daley      期刊：《细胞—干细胞》  

　　封面图片：在含有骨形态发生蛋白4的介质中分化得到的来自人类胚胎干细胞BG01的红系细胞。（图片提供：波士顿儿童医院Il Ho Jang以及Thorsten Schlaeger）

 
胚胎时期血液的形成依赖于骨形态发生蛋白（bone morphogenetic protein，BMP）等因素，在1月10日出版的《细胞—干细胞》（Cell Stem Cell）上，来自加拿大、美国、法国、德国和英国的两组科学家分别发表文章，分析了各种信号通路在促进鼠胚胎干细胞血液形成方面的作用。
 
科学家一直不清楚BMP信号如何与其它胚胎造血过程因子相互作用。而利用胚胎干细胞，研究人员发现BMP4首先诱导腹后中胚层（ventral-posterior mesoderm）发生，然后通过激活Wnt3a并促进Cdx和Hox基因使中胚层细胞发育成血液成分。当这一过程中BMP信号被阻断时，增加Cdx1或Cdx4基因的表达能恢复胚胎造血过程。此外，Wnt信号与BMP诱导的造血过程相互作用，而Wnt受动器LEF1能调节Cdx基因的激活。
 
研究结果表明，BMP信号在胚胎造血过程中起到了两个截然不同而又相互联系的作用：开始时诱导中胚层发生，接着通过激发Wnt信号和Cdx-Hox通路促使血液成分形成。
 
而在另一个小组的文章中，来自加拿大和美国的科学家利用胚胎干细胞分化系统分析Activin/Nodal、BMP和Wnt信号通路在胚胎造血过程三个阶段-原线（primitive streak）形成、Flk1+中胚层形成以及造血祖细胞形成-中的作用。结果发现，Activin/Nodal和Wnt信号对于诱导原线发生是必需的，而这一过程中BMP没有起到作用。尽管BMP对于诱导原线形成并非必需，它却对原线起到了后向作用。在Flk1+中胚层形成诱导过程中，以上三种信号通路都有所作用，在Flk1+中胚层向造血系统分化过程中，需要VEGF和Wnt，但是不需要BMP和Activin/Nodal信号，其中Wnt信号对于原始红系细胞（erythroid cell）很关键。
 
以上研究结果揭示了血细胞形成过程中各种信号的动力学变化，并确定了Wnt在原始红系细胞系统发育过程的重要作用。（科学网 何宏辉/编译）
 
（《细胞—干细胞》（Cell Stem Cell），Vol 2, 60-71, 10 January 2008，M. Cristina Nostro, Paul Gadue）
 
（《细胞—干细胞》（Cell Stem Cell），Vol 2, 72-82, 10 January 2008，Claudia Lengerke, George Q. Daley）