控制人类诱导多能干细胞多能性和决定早期细胞命运的信号通路

胚胎源性人类多能干细胞和重编程的(reprogrammed)体细胞来源的人类多能干细胞的共同特征包括无限增殖和持久、广泛地向各种类型细胞分化的潜能。但是在维持细胞多能性和调控细胞分化方面，这两种来源的细胞是否依赖相似的机制仍然存在争议，而在这些机制中出现任何一点差异都将会导致经重编程的成纤维细胞产生的多能诱导干细胞(induced pluripotent stem cells，iPSCs)的多能性发生异常改变。在此情况下，目前用于促使人类胚胎干细胞(embryonic stem cells，ESCs)扩增和分化的方法可能并不能直接适用于人类iPSCs的扩增和分化。欧洲科学家发现，人类iPSCs依赖activin/nodal/TGFβ信号通路，控制同源蛋白转录因子Nanog表达，从而维持其多能性(人类ESCs也同样依赖该信号通路)。由此可见，人类iPSCs维持自身多能性的机制与人类ESCs的机制相似。同时，他们还证实，在人类ESCs特异地分化为胚外组织、神经外胚层及中胚层的过程中，充足的生长因子是其必要条件，而这些生长因子同样可以促使人类iPSCs分化为以上各组织。以上实验为了避免可能出现的干扰发育机制分析的因素，是在纯粹的化学合成的培养基中进行的，而且实验获得的某些组织与今后临床应用需要的并不完全相同。综上所述，人类iPSCs维持自身多能性和调控自身分化所依赖的机制与人类ESCs的机制相似，也可以说这些不同类型的多能细胞在功能方面是等同的。