胚胎干细胞诱导分化的研究进展

文章编号　：１００４－０３７４（２００５）０１－００１９－０６

·评述与综述·

胚胎干细胞诱导分化的研究进展

﹡赵　明，任彩萍

（中南大学肿瘤研究所，长沙　　４１００７８）

摘　要：胚胎干细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ，　ＥＳＣ）因其具有自我更新能力和发育的多能性，成为当前医学

研究的热点。ＥＳＣ不但可以自发分化，而且在诱导因素作用下可以定向分化为某一种特定的成熟细胞。因此，ＥＳＣ在移植医学、发育生物学等领域有着广阔的应用前景。本文对几种定向诱导ＥＳＣ分化的策略进行了综述。

关键词：胚胎干细胞；诱导分化；细胞因子中图分类号：Ｑ８１３；　Ｑ２５４　　文献标识码：Ａ

The progress in studies on induced differentiation of embryonic stem cell

ZHAO Ming, REN Cai-Ping*

(Cancer Research Institute, Central South University, Changsha 410078, China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ　（ＥＳＣ）　ｈａｓ　ｓｅｌｆ－ｒｅｎｅｗａｌ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ　ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｃｙ，　ｗｈｉｃｈ　ｍａｋｅｓｉｔ　ａ　ｈｏｔ　ｓｐｏｔ　ｏｆ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｍｅｄｉｃａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ．　ＥＳＣ　ｃａｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅ　ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｌｙ，　ｗｈｉｌｅ　ｉｔ　ａｌｓｏ　ｃａｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅ　ｉｎｔｏａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｍａｔｕｒｅ　ｃｅｌｌｓ　ｕｎｄｅｒ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ＥＳＣ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｍａｎｙ　ｆｉｅｌｄｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａ－ｔｉｏｎ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ，　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ　ｂｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｓｏ　ｏｎ．　Ｔｈｉｓ　ｒｅｖｉｅｗ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ｔｈａｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒｉｎｄｕｃｉｎｇ　ＥＳＣ　ｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ．

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ；　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ；　ｃｙｔｏｋｉｎｅｓ

胚胎干细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ，　ＥＳＣ）是从早期囊胚的内细胞团（ｉｎｎｅｒ　ｃｅｌｌ　ｍａｓｓ，　ＩＣＭ）分离出来的一种多能细胞系；它能在体外长期不断自我更新，并保持多向分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的几乎所有类型细胞。自１９８１年Ｅｖａｎｓ和Ｍａｒｔｉｎ用不同的方法首次成功分离得到小鼠ＥＳＣ以来，小鼠ＥＳＣ成为近２０年人们用来研究发育分化、基因表达调控、基因治疗等最理想的模型，并且有大量研究表明，小鼠ＥＳＣ可以在体外被诱导分化为绝大多数类型的成体细胞。１９９８年，Ｔｈｏｍｓｏｎ　等［１］首次成功分离并建立人胚胎干细胞系，由此掀起了全球范围内的ＥＳＣ研究热潮，产业化的前景初见端倪。人ＥＳＣ不但提供了一个研究人类自身发育分化的良好机会，而且如果人ＥＳＣ能像小鼠ＥＳＣ一样可

收稿日期：２００４－０４－２２；修回日期：２００４－０６－２０基金项目：国家自然科学基金项目（３０２００１４０）

以在体外诱导形成各种成体细胞，那么利用这些诱

导分化形成的成熟细胞将有可能进行细胞和组织替代治疗包括糖尿病、帕金森氏病、早老性痴呆、心血管疾病和肿瘤等多种目前临床上难以治愈的疾病。

１　胚胎干细胞的生物学性质

ＥＳＣ具有与早期胚胎细胞相似的形态结构：细胞体积小，核大，核浆比高，有一个或多个明显的核仁。在体外分化抑制性生长时，ＥＳＣ呈克隆状生长，细胞界限不清，紧密聚集在一起，形似鸟巢，边缘清晰。未分化的人ＥＳＣ表面ＳＳＥＡ－３、ＳＳＥＡ－４、ＴＲＡ－１－６０、ＴＲＡ－１－８１等呈阳性，而未分化的小鼠ＥＳＣ表面仅ＳＳＥＡ－１抗原阳性。未分化ＥＳＣ表达高水平的端粒酶、碱性磷酸酶、转录因子

作者简介：赵　明（１９８０—)，男，硕士生；任彩萍（１９７２—），女，副教授，＊通讯作者。

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Ｏｃｔ－４；当ＥＳＣ分化时，碱性磷酸酶表达呈弱阳性或阴性，表面抗原及Ｏｃｔ－４表达发生改变。ＥＳＣ具有自我更新能力和多向分化潜能，一旦脱离饲养层细胞且培养基中无ＬＩＦ（ｌｅｕｋａｅｍｉａ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ｆａｃｔｏｒ，　ＬＩＦ）等分化抑制剂存在的情况下，ＥＳＣ会自发分化形成由分化细胞和未分化细胞组成的复合体——拟胚体（ｅｍｂｒｙｏｉｄ　ｂｏｄｙ，　ＥＢ），它包含了三个胚层在内的所有组织细胞。

研究表明，ＥＳＣ保持不断自我更新能力与多种转录调节因子有关。ＬＩＦ是人们最初认识的因子，其通过ＬＩＦ－ｇｐ１３０－Ｓｔａｔ３信号途径调节鼠ＥＳＣ保持自我更新和全能性。ＬＩＦ可与ＥＳＣ表面低亲和力ＬＩＦ受体（ＬＩＦＲ）结合，使其活化成为高亲和力受体，后者再与细胞因子亚单位ｇｐ１３０结合形成ＬＩＦＲ／ｇｐ１３０复合体，该复合体进一步活化Ｒａｓ、细胞外调节激酶１／２（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｋｉｎａｓｅ１／２，　Ｅｒｋ１／２）、Ｊａ－ｎｕｓ激酶（Ｊａｎｕｓ　ｋｉｎａｓｅ，　Ｊａｋ）及信号转导子和激活子转录因子３（ｓｉｇｎａｌ　ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　ａｎｄ　ａｃｔｉｖａｔｏｒ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｃｒｉｐ－ｔｉｏｎ　３，　Ｓｔａｔ３），从而抑制鼠ＥＳＣ分化　。ＬＩＦ单独作用不能完全抑制ＥＳＣ的分化，并且对于人ＥＳＣ，ＬＩＦ不能发挥同样的抑制作用。Ｏｃｔ－３／４是未分化的ＥＳＣ自身表达的表面抗原，它们也具有抑制ＥＳＣ分化的作用，但是其作用机制仍需依赖ＬＩＦ－ｇｐ１３０－Ｓｔａｔ３信号途径［２］。此外，研究发现，ｎａｎｏｇ因子作为一种同源结构蛋白在多潜能ＥＳ和ＥＧ细胞中表达，当细胞发生分化时表达下调。ｎａｎｏｇ可以抑制ＥＳＣ分化，而不依赖ＬＩＦ－ｇｐ１３０－Ｓｔａｔ３信号途径，在保持ＥＳＣ的全能性方面发挥重要作用。ｎａｎｏｇ的作用机制目前尚未明确，其中一个可能的机制是转录抑制促进分化的基因，如，ＧＡＴＡ４和ＧＡＴＡ６［３￣４］。在去除抑制分化的因素后ＥＳＣ可聚集形成ＥＢ，ＥＢ又继续分化成为许多特定的细胞系，如心肌细胞、造血前体细胞、神经细胞、骨细胞等；但是这种分化是自发不可调节的，且获得的是多种细胞的混合物。因此，如何定向诱导ＥＳＣ分化产生特定的、成熟组织细胞的研究工作就显得尤为重要。２　ＥＳＣ的诱导分化

ＥＳＣ的诱导分化是目前研究的热点，人们通过不同的途径来实现这个目的。目前主要包括：外源性生长因子诱导ＥＳＣ分化、转基因诱导ＥＳＣ分化、通过将ＥＳＣ与其他细胞共培养的方式诱导ＥＳＣ分化等。２．１　细胞／生长因子诱导ＥＳＣ分化

目前在发育学方面研究比较深入的诱导因子主

要有：维甲酸（ｒｅｔｉｎｏｉｃ　ａｃｉｄ，ＲＡ）、骨形态发生蛋白（ｂｏｎｅ　ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ，　ＢＭＰｓ）、成纤维细胞生长因子（ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒｓ，　ＦＧＦｓ）等。２．１．１　ＲＡ诱导ＥＳＣ分化　ＲＡ是一种在脊椎动物中具有广泛生物学活性的分子，系维生素Ａ的衍生物，它可以影响脊椎动物的发育和许多类型细胞的分化。ＲＡ包括两种同分异构体：全反式ＲＡ和９－顺式ＲＡ。　ＲＡ的细胞内信号转导通过两类核受体：ＲＡＲｓ（ｒｅｔｉｎｏｉｃ　ａｃｉｄ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ）和ＲＸＲｓ（ｒｅｔｉｎｏｉｄ　Ｘｒｅｃｅｐｔｏｒｓ）实现。ＲＡＲｓ可被全反式ＲＡ或９－顺式ＲＡ激活；而ＲＸＲｓ仅能被９－顺式ＲＡ激活。ＲＡＲｓ和ＲＸＲｓ都可以形成同源二聚体并与细胞核内靶基因的反应元件（ＲＡＲ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ，　ＲＡＲＥ；　ＲＸＲ　ｒｅｓｐｏｎｓｅｅｌｅｍｅｎｔ，　ＲＸＲＥ）　结合，进一步激活靶基因转录。此外，ＲＸＲｓ还可以和ＲＡＲｓ形成异源二聚体，而且这种异源性嵌合体与ＲＡＲＥ结合能更加有效地激活靶基因转录。ＲＡ的靶基因包括：早期反应基因（Ｈｏｘａ１、Ｈｏｘｂ１、Ｒｅｘ１）和晚期反应基因（ＣＲＡＢＰⅡ、ＲＡＲβ、ｌａｍｉｎｉｎβ１、Ｃｏｌｌａｇｅｎ　ｔｙｐｅⅣ　及组织纤溶酶原激活物）。ＲＡ不但可以通过经典的信号转导途径诱导ＥＳＣ分化，还可以抑制ＬＩＦ信号促进ＥＳＣ分化。　Ｔｉｇｈｅ等［５］发现ＲＡ能使ＬＩＦ活化ＬＩＦＲ／ｇｐ１３０受体的能力受到抑制，进而降低了ＥＳＣ内部ＬＩＦＲ和ｇｐ１３０的酪氨酸磷酸化的水平，继而降低了Ｊａｋ活性，使之对Ｓｔａｔ３的酪氨酸磷酸化作用下降，导致活化的Ｓｔａｔ３水平降低，从而阻止了ＬＩＦ活化ＥＳＣ自我更新的信号通路，促进ＥＳＣ分化。

ＲＡ常被用来进行诱导多潜能干细胞向神经细胞分化的研究。Ｓｔｒüｂｉｎｇ等［６］研究显示，ＢＬＣ６和Ｄ３ＥＳＣ自发分化产生的神经细胞只占ＥＢ的１５％￣３０％，而用ＲＡ处理后ＥＢ中几乎全部细胞分化成神经细胞。Ｓｃｈｕｌｄｉｎｅｒ等［７］证实，用高浓度ＲＡ（１０－６Ｍ）诱导人ＥＳＣ产生的神经细胞比未用ＲＡ处理的增加２２％（７６％∶５４％）。目前ＲＡ诱导ＥＳＣ分化产生神经细胞的机制仍未阐明。已有报道指出，ＦＧＦ信号通路在多种生物的胚胎神经发育过程中起关键作用［８］。Ｗｉｌｓｏｎ等［９］也证实，ＦＧＦ信号可以通过抑制ＢＭＰｓ表达，从而促进胚胎发育产生神经细胞。此外，Ｙｉｎｇ等［１０］发现，ＦＧＦ信号是ＥＳＣ发生神经特异性分化所必需的。这些研究提示我们，ＲＡ诱导ＥＳＣ向神经细胞分化的机制可能与ＦＧＦ信号有关。对ＲＡ诱导ＥＳＣ分化的信号转导机制的阐明将会使我们更清楚地了解各种细胞因子、信号途径之间的相互联系，

第１期

赵　明，等：胚胎干细胞诱导分化的研究进展

２１

对转基因诱导分化研究有重要的指导意义。

２．１．２　　ＢＭＰｓ诱导ＥＳＣ分化　ＢＭＰｓ是转化生长因子β（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒ　β，ＴＧＦ－β）超家族成员中最大的一族，通过调节多种基因活性，对中胚层形成、左右对称、神经系统发生、体节和骨骼发育、肢体形成及肾、胃肠、肺、牙齿的发育等基本过程产生影响。ＢＭＰｓ信号作用于跨膜丝／苏氨酸激酶受体（Ⅰ型和Ⅱ型受体），形成两种受体的异源二聚体。Ⅱ型受体可以磷酸化Ⅰ型受体，进一步使Ｓｍａｄ蛋白磷酸化。Ｓｍａｄ蛋白在将ＢＭＰｓ信号由细胞膜传递至细胞核的过程中起关键作用。磷酸化的受体调节型Ｓｍａｄ（ｒｅｃｅｐｔｏｒ－ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　Ｓｍａｄ，　Ｒ－Ｓｍａｄ）从膜受体上脱离，结合共同型Ｓｍａｄ（ｃｏｍｍｏｎＳｍａｄ，　Ｃ－Ｓｍａｄ）后进入细胞核。在核内，Ｓｍａｄ异源二聚体在其他ＤＮＡ结合蛋白的参与下作用于特异的靶基因，发挥转录调节作用。在体内，ＢＭＰｓ可以诱导心脏转录因子Ｎｋｘ２．５、锌指转录因子ＧＡＴＡ家族、心脏特异性蛋白，如心室肌球蛋白重链异位表达。此外，ＢＭＰｓ还通过ＭＡＰＫＫ途径诱导ＥＳＣ向心脏的分化，在这一通路中ＭＡＰＫＫ激酶ＴＡＫ１起到关键作用，但其具体机制尚未阐明。ＢＭＰｓ家族中，ＢＭＰ－２和ＢＭＰ－４在诱导ＥＳＣ分化中发挥着重要作用。Ｋｒａｍｅｒ等［１１］　研究发现ＢＭＰ－２以时间依赖的方式增加ＥＢ向软骨细胞分化，即在ＥＢ悬浮培养２￣５日时加入ＢＭＰ－２可以诱导其分化，而在ＥＢ悬浮培养０￣２日或５￣９日时加入ＢＭＰ－２不产生作用。Ｐｅｒａ等［１２］证明ＢＭＰ－２诱导的内源性信号抑制ＥＳＣ向神经细胞分化，但利用ＢＭＰ－２的拮抗剂ｎｏｇｇｉｎ可以诱导ＥＳＣ分化产生神经细胞。与ＢＭＰ－２不同，ＢＭＰ－４主要诱导ＥＳＣ向造血系统分化。Ｌｉ等［１３］用猴ＥＳＣ进行体外实验发现，将ＢＭＰ－４加入ＥＳＣ培养体系中，分化产生的造血前体细胞集落增加了１７倍。Ｃｈａｄｗｉｃｋ等［１４］证明了ＢＭＰ－４与造血细胞因子结合可以促进人ＥＳＣ向造血系统分化。此外，Ｘｕ等［１５］的实验显示ＢＭＰ－４还可以诱导人ＥＳＣ分化成为滋养层细胞。以上实验虽然证明了ＢＭＰｓ可以诱导ＥＳＣ分化，但是其诱导的具体机制仍未阐明，如果能够深入了解其中的信号转导途径、基因的表达变化，将有助于寻找最佳诱导方案。

２．１．３　ＦＧＦｓ诱导ＥＳＣ分化　ＦＧＦ－２是纤维母细胞生长因子家族成员，通过细胞表面的ＦＧＦ受体（ＦＧＦｒｅｃｅｐｔｏｒ，　ＦＧＦＲ）调节机体的生长和发育。ＦＧＦＲ属于酪氨酸激酶受体家族的一类，至少有５个成员，

其中ＦＧＦＲ－１和ＦＧＦＲ－２是ＦＧＦ－２的高亲和力的受体。ＦＧＦ－２诱导的信号转导是正常细胞生长分化所必需的，参与血管新生、胚胎发育、骨骼形成等生理过程。ＦＧＦ－２通过肝素硫酸盐蛋白多糖结合到ＦＧＦＲ上，导致该受体内在的酪氨酸激酶活性增强，进一步与具有Ｓｒｃ原癌基因家族同源区（ＳＨ２）的蛋白结合，这些蛋白的酪氨酸残基被磷酸化，分别激活不同的信号传导途径。实验表明ＦＧＦ－２处理ＥＳＣ，导致ＥＳＣ内的转录因子Ｎｋｘ２．５和ｄ－Ｈａｎｄ表达增强，促进ＥＳＣ向心肌细胞分化。Ｄｅｌｌ’Ｅｒａ等［１６］比较了表达ＦＧＦＲ－１阳性和ＦＧＦＲ－１阴性的ＥＳＣ分化产生心肌细胞的能力，结果显示来自ＦＧＦＲ－１阳性ＥＳＣ的ＥＢ，有９０％细胞分化为心肌细胞；而来自ＦＧＦＲ－１阴性ＥＳＣ的ＥＢ，仅１０％左右细胞分化为心肌细胞。由此可见，ＦＧＦＲ－１对于体外诱导ＥＳＣ分化为心肌细胞是必需的，ＦＧＦ／ＦＧＦＲ信号途径在体外心脏发育中发挥重要作用。此外，有研究表明ＦＧＦ－２在某些情况下也可以诱导ＥＳＣ向神经系统分化。在无血清培养基中加入ＦＧＦ－２已经被用来诱导富集ｎｅｓｔｉｎ阳性的神经前体细胞和神经元［１７］。Ｋｕｏ等［１８］通过诱导猴ＥＳＣ向神经细胞分化显示：将ＥＢ在无血清的ＩＴＳＦｎ培养基（ＤＭＥＭ／Ｆ１２培养基中添加５　ｕｇ／ｍｌ胰岛素、５０　ｕｇ／ｍｌ转铁蛋白、３０　ｎＭ亚硒酸钠和５　ｕｇ／ｍｌ纤维粘连蛋白）中培养，５￣７日后加入ＦＧＦ－２，ＥＢ中出现大量神经球，免疫组织化学染色显示多于７０％的细胞表达神经特异性抗原ｎｅｓｔｉｎ和ｍｕｓａｓｈｉ１。Ｚｈａｏ等［１９］实验显示，用包含ＦＧＦ－２的　ＩＴＳＦｎ　培养基培养ＥＳＣ得到的ｎｅｓｔｉｎ阳性神经前体细胞的比例高于ＲＡ诱导的比例（约为８６．５±１０．７％∶６３±７．６％）。ＦＧＦ－３在原肠胚阶段的胚胎中表达，ＦＧＦ－３信号途径可以促进神经系统的发育，因此利用ＦＧＦ－３也可以诱导ＥＳＣ向神经细胞特异分化。对于ＦＧＦ信号途径的研究还有待于进一步深入，这对于诱导ＥＳＣ神经特异性分化有重要意义。２．１．４　其他细胞／生长因子或化合物　除以上几种主要的诱导因子之外，其他一些细胞／生长因子或化合物也能诱导ＥＳＣ分化，如造血生长因子（ｈｅｍｏｐｏｉｅｔｉｃｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒ，　ＨＧＦ）可以增加ＥＳＣ向中胚层分化，最终产生心肌细胞、造血细胞等。用ａｃｔｉｖｉｎ－Ａ处理分化５日的ＥＢ，在最终的分化产物中出现大量肌细胞［２０］。Ｓａｃｈｉｎｉｄｉｓ等［２１］研究显示ＴＧＦ－β可以调节ＥＳＣ向心肌分化。ＴＧＦ－β通过结合其受体能诱导ＧＡＴＡ、Ｎｋｘ－２．５等心脏特异性转录因子表达，且

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诱导产生的心肌细胞能表达心脏特异性蛋白和离子通道。二甲亚砜（ＤＭＳＯ）作为细胞保护剂，也可以促进ＥＳＣ向胚胎心脏细胞分化，诱导表达ＧＡＴＡ－４和Ｎｋｘ－２．５［２２］。另外有报道指出，多种细胞因子共同作用促进ＥＳＣ特异性分化的效率更高。Ｌｉ等［２３］用含有ＥＧＦ、ＩＧＦ－１和ｂＦＧＦ的培养基培养ＥＢ　１０日，观察到９６％的细胞表达神经前体细胞特异性标志，但需要说明的是，在应用这种策略时必须明确几种细胞因子的诱导分化方向是一致的。

细胞因子诱导分化的方法虽然操作简便，但其诱导产生的成熟细胞数量较少，而且纯度较低，不利于细胞移植治疗。人们正尝试利用转基因的方法配合外源性细胞因子的作用以获得更为有效的诱导分化方法。

２．２　转基因方法诱导ＥＳＣ分化

受生长因子诱导ＥＳＣ分化的启发，人们开始尝试利用转基因方法达到诱导ＥＳＣ定向分化，而且越来越多的研究表明转基因方法具有更大的应用前景。它主要是利用基因转染技术使某个促分化基因在ＥＳＣ中过表达，从而调节ＥＳＣ的分化。

转基因方法诱导ＥＳＣ分化已经取得了较好的效果。Ｖｉｃａｒｉｏ和Ｓｃｈｉｍｍａｎｇ［２４］报道，与添加ＦＧＦ－２因子相比较，利用单纯疱疹病毒作为载体将ＦＧＦ－２基因转入ＥＳＣ中，诱导产生的神经细胞是前者的三倍。Ｐｒｅｌｌｅ等［２５］研究胰岛素生长因子Ⅱ（ｉｎｓｕｌｉｎ　ｇｒｏｗｔｈｆａｃｔｏｒ，ＩＧＦⅡ）促进鼠ＥＳ细胞肌分化时发现，与未过表达ＩＧＦⅡ基因的ＥＳ细胞对比，过表达ＩＧＦⅡ基因的ＥＳ细胞，在早期阶段有高水平的骨骼肌特异基因表达（ｍｙｆ５、ｍｙｏＤ、ｍｙｏｇｅｎｉｎ）；　在第７＋７日的ＥＢ中肌管形成，这些肌管排列成行并收缩；在大约７＋１７日时出现更高密度的肌管。以上研究表明ＩＧＦⅡ加速ＥＳ细胞向肌细胞分化是与改变了肌发生相关基因（ｍｙｆ５、ｍｙｏＤ、ｍｙｏｇｅｎｉｎ）的表达水平有关。由此可见，过表达ＩＧＦⅡ是可以加速并增强ＥＳ细胞分化的。

在生长因子诱导ＥＳＣ分化过程中，细胞内的信号转导通路发挥着具体的诱导作用，所以目前细胞内的信号转导成分被视为诱导分化研究的焦点。通过将某些信号转导成分的基因转入ＥＳＣ中，可以有效地诱导ＥＳＣ特异分化。例如，Ｗｎｔ基因参与ＢＭＰ的细胞内信号转导过程，当ＥＳＣ过表达Ｗｎｔ３容易分化形成ＥＢ，并进一步向造血分化。此外，用

Ｗｎｔ３转染ＣＯＳ７细胞，收集其上清培养ＥＢ可以明显促进ＥＢ向造血分化，说明Ｗｎｔ３在体外模型中能增强造血发生［２６］。

在寻找可以诱导ＥＳＣ定向分化的基因时，人们常常把目光放在与胚胎发育相关的基因上。例如，ＰＯＵ转录因子家族最早是根据哺乳动物转录因子ｐｉｔ－１、Ｏｃｔ－１和Ｏｃｔ－２与线虫的ｕｎｃ－８６蛋白都能与ＤＮＡ的一段相同区域结合而归族。随着研究的深入，相继发现Ｂｒｎ－３ａ、Ｂｒｎ－３ｂ和Ｂｒｎ－３ｃ三个密切相关的ＰＯＵ转录因子家族成员。Ｂｒｎ－３ａ与线虫ｕｎｃ－８６有同源性，其Ｃ末端（ＰＯＵ区域）能够激活ＳＮＡＰ－２５、Ｎｅｕｒｏｆｉｌａｍｅｎｔ等神经细胞特异基因，从而促进神经突起生长和建立新突触联系。谌宏鸣和谢富康［２７］把Ｂｒｎ－３ａ基因转染鼠ＥＳＣ，研究其在诱导分化中的作用，结果发现有７０％细胞分化为具有明显的神经细胞样突起的细胞，并表达神经细胞特有标记物神经微丝重链／轻链（ＮＦＨ＋Ｌ）、神经元特异性烯醇化酶（ＮＳＥ）及突触蛋白（ＳＹ），以及神经胶质细胞特有标记抗原ＧＦＡＰ。该实验中ＥＳＣ在Ｂｒｎ－３ａ的诱导下，未经过神经干细胞就直接向神经细胞分化。发育相关基因Ｐａｘ４是胰岛β细胞发育所必需的转录因子，将其转染ＥＳＣ可使ＥＳＣ向胰岛细胞分化明显增加［２８］　。以上的实验结果说明许多与发育相关的基因都具有诱导ＥＳＣ定向分化的潜能，将这些基因转染ＥＳＣ，可以获得很好的诱导效果。２．３　细胞共培养的方法诱导ＥＳＣ分化

ＥＳＣ生长的微环境对ＥＳＣ分化有很大的影响。为了使ＥＳＣ维持不分化状态，人们选择在鼠胚胎成纤维细胞制作的饲养层上培养ＥＳＣ，并在培养基中添加ＬＩＦ。　Ｋａｕｆｍａｎ等［２９］证明人ＥＳＣ与鼠骨髓细胞系Ｓ１７或卵黄囊内皮细胞系Ｃ１６６共培养，可以促进人ＥＳＣ向造血前体细胞分化。Ｍｕｍｍｅｒｙ等［３０］将人的ＥＳＣ与鼠血管内胚层样细胞（ＥＮＤ－２）共培养，在１２孔板上大约有３５％±１０％的孔出现了搏动的区域，而且诱导的心肌细胞具有正常心肌细胞的功能。

以上三种诱导方法并不是孤立的，它们可以有机地结合起来。Ｋｙｂａ等［３１］证明在ＥＳＣ中条件表达Ｓｔａｔ５可以诱导造血分化，而将表达Ｓｔａｔ５的ＥＢ置于ＯＰ９基质细胞上培养，进一步增强了造血发生。这种相互结合的诱导方法有着广阔的应用前景，但尚未广泛开展，获得最佳的诱导方案是当前首要解决的问题。

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赵　明，等：胚胎干细胞诱导分化的研究进展

２３

３　结　语

ＥＳＣ的定向诱导分化是ＥＳＣ研究的主要方向，它为今后临床上进行细胞移植治疗提供了充足且良好的细胞来源，并且通过对诱导分化的研究可以揭开人类自身发育的神秘面纱；但是迄今为止，仍然未找到可以诱导生成大量较为单一细胞的方法。细胞因子诱导方法虽然被广泛采用，但由于ＥＳＣ自身也可以分泌一些生长因子，影响诱导效果，而且细胞因子方法诱导产生的特定细胞数量较少，纯度亦不高，诱导特异性分化后还需要进行细胞筛选。转基因诱导方法研究应用时间较短，在ＥＳＣ中过表达某一诱导分化的基因可以大大提高诱导分化的效率，得到纯度较高的分化细胞，然而目的基因的稳定转染却是摆在研究人员面前的一大障碍，而且转染基因容易发生突变从而影响了整个ＥＳＣ基因组的稳定性。此外，诱导效率不高，寻找适合的共同培养条件较为困难，使得细胞共培养方法目前尚未得到广泛应用。

虽然目前还面临很多的困难，但我们相信，随着新的发育相关基因的不断被发现，诱导ＥＳＣ分化方法的不断成熟，稳定高效转染ＥＳＣ方法的建立，ＥＳＣ在组织工程等领域必将会有更广阔的应用前景。

　［参　考　文　献］

［１］

Ｔｈｏｍｓｏｎ　Ｊ　Ａ，　Ｉｔｓｋｏｖｉｔｚ－Ｅｌｄｏｒ　Ｊ，Ｓｈａｐｉｒｏ　Ｓ　Ｓ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｅｍｂｒｙ－ｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ　ｌｉｎｅｓ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ｈｕｍａｎ　ｂｌａｓｔｏｃｙｓｔｓ．　Ｓｃｉｅｎｃｅ，

２８２（５３９１）：１１４５￣１１４７１９９８，　

Ｎｉｗａ　Ｈ，　Ｂｕｒｄｏｎ　Ｔ，　Ｃｈａｍｂｅｒｓ　Ｉ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｓｅｌｆ－ｒｅｎｅｗａｌ　ｏｆ　ｐｌｕｒｉ－ｐｏｔｅｎｔ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｓ　ｍｅｄｉａｔｅｄ　ｖｉａ　ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｏｆ

１２：　２０４８￣２０６０ＳＴＡＴ３．　Ｇｅｎｅｓ　Ｄｅｖ，　１９９８，　

Ｍｉｔｓｕｉ　Ｋ，　Ｔｏｋｕｚａｗａ　Ｙ，　Ｉｔｏｈ　Ｈ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｔｈｅ　ｈｏｍｅｏｐｒｏｔｅｉｎｎａｎｏｇ　ｉｓ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ｆｏｒ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｏｆ　ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｃｙ　ｉｎ　ｍｏｕｓｅｅｐｉｂｌａｓｔ　ａｎｄ　ＥＳ　ｃｅｌｌｓ．　Ｃｅｌｌ，　２００３，　１１３（５）：　６３１￣６４２Ｃｈａｍｂｅｒｓ　Ｉ，Ｃｏｌｂｙ　Ｄ，　Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ　Ｍ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｅｘ－ｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｃｌｏｎｉｎｇ　ｏｆ　ｎａｎｏｇ，　ａ　ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｃｙ　ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｉｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｃｅｌｌ　，　２００３，　１１３（５）：　６４３￣６５５Ｔｉｇｈｅ　Ａ　Ｐ，　Ｇｕｄａｓ　Ｌ　Ｊ．　Ｒｅｔｉｎｏｉｃ　ａｃｉｄ　ｉｎｈｉｂｉｔｓ　ｌｅｕｋｅｍｉａ　ｉｎｈｉｂｉ－ｔｏｒｙ　ｆａｃｔｏｒ　ｓｉｇｎａｌｉｎｇ　ｐａｔｈｗａｙｓ　ｉｎ　ｍｏｕｓｅ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ．　Ｊ　Ｃｅｌｌ　Ｐｈｙｓｉｏｌ　，　　２００４，　１９８（２）：　２２３￣２２９Ｓｔｒüｂｉｎｇ　Ｃ，　Ａｈｎｅｒｔ－Ｈｉｌｇｅｒ　Ｇ，　Ｓｈａｎ　Ｊ　ｅｔ　ａｌ．　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｎｅｕｒｏｎａｌ　ｌｉｎｅａｇｅｉｎ　ｖｉｔｒｏ　ｇｉｖｅｓ　ｒｉｓｅ　ｔｏ　ｍａｔｕｒｅ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ａｎｄ　ｅｘｃｉｔａｔｏｒｙ　ｎｅｕｒｏｎｓ．Ｍｅｃｈ　Ｄｅｖ，　１９９５，　５３：２７５￣２８７

Ｓｃｈｕｌｄｉｎｅｒ　Ｍ，　Ｅｉｇｅｓ　Ｒ，　Ｅｄｅｎ　Ａ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｉｎｄｕｃｅｄ　ｎｅｕｒｏｎａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｂｒａｉｎ　Ｒｅｓ，２００１，　９１３：　２０１￣２０５

Ｓｔｒｅｉｔ　Ａ，　Ｂｅｒｌｉｎｅｒ　Ａ　Ｊ，　Ｐａｐａｎａｙｏｔｏｕ　Ｃ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆｎｅｕｒａｌ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ＦＧＦ　ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ　ｂｅｆｏｒｅ　ｇａｓｔｒｕｌａｔｉｏｎ．　Ｎａｔｕｒｅ，

［９］

［１０］

［１１］

［１２］

［１３］

［１４］

［１５］

［１６］

［１７］

［１８］

［２］

［１９］

［３］

［２０］

［４］

［２１］

［５］

［２２］

［６］

［２３］

［７］

［２４］

［８］

［２５］

２０００，　４０６（６７９１）：７４￣７８

Ｗｉｌｓｏｎ　Ｓ　Ｉ，　Ｇｒａｚｉａｎｏ　Ｅ，　Ｈａｒｌａｎｄ　Ｒ，　ｅｔ　ａｌ．　Ａｎ　ｅａｒｌｙ　ｒｅｑｕｉｒｅ－ｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ＦＧＦ　ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｕｒａｌ　ｃｅｌｌ　ｆａｔｅｉｎ　ｔｈｅ　ｃｈｉｃｋ　ｅｍｂｒｙｏ．　Ｃｕｒｒ　Ｂｉｏｌ，　２０００，　１０：　４２１￣４２９Ｙｉｎｇ　Ｑ　Ｌ，　Ｓｔａｖｒｉｄｉｓ　Ｍ，　Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ　Ｄ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎｔｏ　ｎｅｕｒｏｅｃｔｏｄｅｒｍａｌ　ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ　ｉｎａｄｈｅｒｅｎｔ　ｍｏｎｏｃｕｌｔｕｒｅ．　Ｎａｔ　Ｂｉｏｔｅｃｈ，　２００３，　２１：　１８３￣１８６Ｋｒａｍｅｒ　Ｊ，　Ｈｅｇｅｒｔ　Ｃ，　Ｇｕａｎ　Ｋ　Ｍ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ－ｄｅｒｉｖｅｄ　ｃｈｏｎｄｒｏｇｅｎｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ：　ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｂｙＢＭＰ－２　ａｎｄ　ＢＭＰ－４．　Ｍｅｃｈ　Ｄｅｖ，　２０００，　９２（２）：　１９３￣２０５Ｐｅｒａ　Ｍ　Ｆ，　Ａｎｄｒａｄｅ　Ｊ，　Ｈｏｕｓｓａｍｉ　Ｓ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｕｍａｎｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｂｙ　ＢＭＰ－２　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｎ－

１１７（ｐｔ７）：　１２６９￣１２８０ｔａｇｏｎｉｓｔ　ｎｏｇｇｉｎ．　Ｊ　Ｃｅｌｌ　Ｓｃｉ，　２００４，　

Ｌｉ　Ｆ，　Ｌｕ　Ｓ　Ｊ，　Ｖｉｄａ　Ｌ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｂｏｎｅ　ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ　ｐｒｏｔｅｉｎ４爄ｎｄｕｃｅｓ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｈｅｓｕｓ

９８（２）：ｍｏｎｋｅｙ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ．　Ｂｌｏｏｄ，　２００１，　

３３５￣３４２

Ｃｈａｄｗｉｃｋ　Ｋ，　Ｗａｎｇ　Ｌ　Ｓ，　Ｌｉ　Ｌ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｙｔｏｋｉｎｅｓ　ａｎｄ　ＢＭＰ－４ｐｒｏｍｏｔｅ　ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ

１０２（３）：　９０６￣９１５ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｂｌｏｏｄ，　２００３，　

Ｘｕ　Ｒ　Ｈ，　Ｃｈｅｎ　Ｘ，　Ｌｉ　Ｄ　Ｓ，　ｅｔ　ａｌ．　ＢＭＰ４　ｉｎｉｔｉａｔｅｓ　ｈｕｍａｎｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｒｏｐｈｏｂｌａｓｔ．　Ｎａｔ　Ｂｉｏｔｅｃｈ，２００２，　２０（１２）：　１２６１￣１２６４

Ｄｅｌｌ扙ｒａ　Ｐ，　Ｒｏｎｃａ　Ｒ，　Ｃｏｃｏ　Ｌ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒｒｅｃｅｐｔｏｒ－１　ｉｓ　ｅｓｓｅｎｔｉａｌ　ｆｏｒ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ　ｃａｒｄｉｏｍｙｏｃｙｔｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．

９３：　４１４￣４２０Ｃｉｒｃ　Ｒｅｓ，　２００３，　

Ｏｋａｂｅ　Ｓ，　Ｆｏｒｓｂｅｒｇ－Ｎｉｌｓｓｏｎ　Ｋ，　Ｓｐｉｒｏ　Ａ　Ｃ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ　ｎｅｕｒｏｎａｌ　ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ　ｃｅｌｌｓ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｐｏｓｔｍｉｔｏｔｉｃ　ｎｅｕ－ｒｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ．　Ｍｅｃｈ　Ｄｅｖ　，　１９９６，５９：　８９￣１０２

Ｋｕｏ　Ｈ　Ｃ，　Ｆｒａｎｃｉｓ　ｐａｕ　Ｋ　Ｙ，　Ｙｅｏｍａｎ　Ｒ　Ｒ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ－ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｎｋｅｙ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎｔｏ　ｎｅｕｒａｌ　ｌｉｎｅａｇｅｓ．Ｂｉｏｌ　Ｒｅｐｒｏｄ，　２００３，　６８：　１７２７￣１７３５

Ｚｈａｏ　Ｘ，　Ｌｉｎ　Ｊ　Ｎ，　Ａｈｍａｄ　Ｉ．　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎｔｏ　ｒｅｔｉｎａｌ　ｎｅｕｒｏｎｓ．　Ｂｉｏｃｈｅｍ　Ｂｉｏｐｈｙｓ　Ｒｅｓ　Ｃｏｍｍｕｎ，２００２，　２９７（２）：　１７７￣１８４

Ｓｃｈｕｌｄｉｎｅｒ　Ｍ，　Ｙａｎｕｋａ　Ｏ，　Ｉｔｓｋｏｖｉｔｚ－Ｅｌｄｏｒ　Ｊ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆｅｉｇｈｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｌｌｓ　ｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｐｒｏｃ　Ｎａｔｌ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，

９７（２１）：　１１３０７￣１１３１２２０００，　

Ｓａｃｈｉｎｉｄｉｓ　Ａ，　Ｋｏｌｏｓｓｏｖ　Ｅ，　Ｆｌｅｉｓｃｈｍａｎｎ　Ｂ　Ｋ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｇｅｎｅｒａ－ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｄｉｏｍｙｏｃｙｔｅｓ　ｆｒｏｍ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．Ｈｅｒｚ，２００２，　２７：　５８９￣５９７

Ｖｅｎｔｕｒａ　Ｃ，　Ｍａｉｏｌｉ　Ｍ．　Ｏｐｉｏｉｄ　ｐｅｐｔｉｄｅ　ｇｅｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｐｒｉｍｅｓｃａｒｄｉｏｇｅｎｅｓｉｓ　ｉｎ　ｅｍｂｒｙｏｎａｌ　ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．Ｃｉｒｃ　Ｒｅｓ，２０００，　８７（３）：　１８９￣１９４

Ｌｉ　Ｈ　Ｗ，　Ｒｏｂｌｉｎ　Ｇ，　Ｌｉｕ　Ｈ，ｅｔ　ａｌ．　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈａｉｒ　ｃｅｌｌｓ　ｂｙｓｔｅｐｗｉｓｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｐｒｏｃ　ＮａｔｌＡｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，　２００３，　１００：　１３４９５￣１３５００Ｖｉｃａｒｉｏ　Ｉ，　Ｓｃｈｉｍｍａｎｇ　Ｔ．　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｏｆ　ＦＧＦ－２　ｖｉａ　ＨＳＶ－１－ｂａｓｅｄａｍｐｌｉｃｏｎ　ｖｅｃｔｏｒｓ　ｐｒｏｍｏｔｅｓ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｕｒｏｎｓｆｒｏｍ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｊ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ　Ｍｅｔｈｏｄｓ，　２００３，　１２３：５５￣６０

Ｐｒｅｌｌｅ　Ｋ，　Ｗｏｂｕｓ　Ａ　Ｍ，　Ｋｒｅｂｓ　Ｏ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ

24生命科学第１７卷

ｉｎｓｕｌｉｎ－ｌｉｋｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒ－ＩＩ　ｉｎ　ｍｏｕｓｅ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓｐｒｏｍｏｔｅｓ　ｍｙｏｇｅｎｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ．　Ｂｉｏｃｈｅｍ　Ｂｉｏｐｈｙｓ　ＲｅｓＣｏｍｍｕｎ，　２０００，　２７７（３）：６３１￣６３８［２６］Ｌａｋｏ　Ｍ，　Ｌｉｎｄｓａｙ　Ｓ，　Ｌｉｎｃｏｌｎ　Ｊ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｎｔ

ｇｅｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｕｒｉｎｅ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ：　ｒｏｌｅ　ｏｆ　Ｗｎｔ３　ｉｎ　ｅｎｈａｎｃｉｎｇ　ｈａｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ．Ｍｅｃｈ　Ｄｅｖ，　２００１，１０３（１－２）：４９￣５９［２７］谌宏鸣，　谢富康．　Ｂｒｎ－３ａ诱导胚胎干细胞向神经样细胞定

向分化的研究．　解剖学报，　２００２，３３：５６６￣５７０

［２８］Ｂｌｙｓｚｃｚｕｋ　Ｐ，　Ｃｚｙｚ　Ｊ，　Ｋａｎｉａ　Ｇ，　ｅｔ　ａｌ．Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｐａｘ４　ｉｎ

ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｐｒｏｍｏｔｅｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｓｔｉｎ－ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒ　ａｎｄ　ｉｎｓｕｌｉｎ－ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｃｅｌｌｓ．ＰｒｏｃＮａｔｌ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，　２００３，　１００：　９９８￣１００３［２９］Ｋａｕｆｍａｎ　Ｄ　Ｓ，　Ｈａｎｓｏｎ　Ｅ　Ｔ，　Ｌｅｗｉｓ　Ｒ　Ｌ，　ｅｔ　ａｌ．Ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ

ｃｏｌｏｎｙ－ｆｏｒｍｉｎｇ　ｃｅｌｌｓ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ．　Ｐｒｏｃ　Ｎａｔｌ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，　２００１，９８：　１０７１６￣１０７２１［３０］Ｍｕｍｍｅｒｙ　Ｃ，　Ｗａｒｄ－ｖａｎ　Ｏｏｓｔｗａａｒｄ　Ｄ，　Ｄｏｅｖｅｎｄａｎｓ　Ｐ，　ｅｔ　ａｌ．

Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｔｏ　ｃａｒｄｉｏ－ｍｙｏｃｙｔｅｓ：　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｃｏｃｕｌｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ｖｉｓｃｅｒａｌ　ｅｎｄｏｄｅｒｍ－ｌｉｋｅ　ｃｅｌｌｓ．Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，　２００３，　１０７：　２７３３　￣　２７４０

［３１］　Ｋｙｂａ　Ｍ，　Ｐｅｒｌｉｎｇｅｉｒｏ　Ｒ　Ｃ　Ｒ，　Ｈｏｏｖｅｒ　Ｒ　Ｒ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ

ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｃｏｎ－ｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ　Ｓｔａｔ５．　Ｐｒｏｃ　Ｎａｔｌ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，　２００３，１００：　１１９０４￣１１９１０

·会议·

国际病毒生物学研讨会在上海生科院召开

２００４年１２月２１日，由中科院上海巴斯德研究所主办的“国际病毒生物学研讨会”举行。这是上海巴斯德研究所揭牌以来的首届学术研讨会。

中科院副院长陈竺院士、中科院上海生命科学研究院院长裴钢院士到会，法国驻沪总领事薛翰先生出席了研讨会并致开幕辞。

陈竺院士在讲话中充分肯定了这次研讨会的重要意义，他说，我们要从ＳＡＲＳ爆发中汲取教训。病毒学的研究是无国界的，由中科院、上海市政府和法国巴斯德研究所共建的中科院上海巴斯德研究所为病毒学研究搭建了一个独特的平台，它将汇集世界各地的高水平人才，促进国际间的合作，培养青年科学家，在病毒学研究领域做出自己的贡献。中国科学院将对这一国际合作的新机构给予持续的支持。

裴钢院士代表上海生命科学研究院对研讨会的召开表示祝贺，他说，上海巴斯德研究所和正在筹建的中科院马普计算生物学所作为上海生命科学研究院的两个新成员对促进国际合作、促进交叉学科的研究将起到积极的推动作用。他强调，人才是关键，并表示上海生命科学研究院将全力支持上海巴斯德研究所。　　法国驻沪总领事薛翰先生在致辞中说，２００３年爆发的ＳＡＲＳ给人们敲响了警钟，各国都加强了在公共卫生领域的国际合作，刚刚成立的中科院上海巴斯德研究所即是中法在该领域合作的典范。他祝愿上海巴斯德研究所首届学术研讨会成为一个良好的开端，为中法在公共卫生领域的合作研究做出积极的贡献。

此次研讨会的主要目的是探讨传染性疾病，尤其是病毒性传染性疾病的复杂性和多元性。１００多位来自国内相关科研机构、大学的专家及学生参加了研讨会。荷兰Ｅｒａｍｕｓ医学院Ｏｓｔｅｒｈａｕｓ教授、中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所孙兵教授、德国马堡Ｐｈｉｌｉｐｐｓ大学Ｋｌｅｎｋ教授、中国国家人类基因组南方研究中心主任赵国屏教授、美国Ｊｏｈｎｓ　Ｈｏｐｋｉｎｓ大学医学院曹望森博士、美国Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ大学郑永辉博士、美国生物医学研究西南基金会病毒免疫所周保罗教授、法国巴斯德研究所Ｓｃｈｗａｒｔｚ博士、美国哈佛大学戈宝学博士、瑞典Ｋａｒｏｌｉｎｓｋａ研究所丁波博士及美国哥仑比亚大学Ｌｉｐｋｉｎ教授在会上作了精彩的报告。他们的报告引起了与会人员的极大关注，报告人与听众之间的交流非常活跃，这对我国在病毒学领域的研究工作起到了重要的启发和借鉴意义。

此次学术研讨会得到了中科院、上海市科委和法国驻沪总领馆的支持和资助。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（中国科学院上海巴斯德研究所供稿）

文章编号　：１００４－０３７４（２００５）０１－００１９－０６

·评述与综述·

胚胎干细胞诱导分化的研究进展

﹡赵　明，任彩萍

（中南大学肿瘤研究所，长沙　　４１００７８）

摘　要：胚胎干细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ，　ＥＳＣ）因其具有自我更新能力和发育的多能性，成为当前医学

研究的热点。ＥＳＣ不但可以自发分化，而且在诱导因素作用下可以定向分化为某一种特定的成熟细胞。因此，ＥＳＣ在移植医学、发育生物学等领域有着广阔的应用前景。本文对几种定向诱导ＥＳＣ分化的策略进行了综述。

关键词：胚胎干细胞；诱导分化；细胞因子中图分类号：Ｑ８１３；　Ｑ２５４　　文献标识码：Ａ

The progress in studies on induced differentiation of embryonic stem cell

ZHAO Ming, REN Cai-Ping*

(Cancer Research Institute, Central South University, Changsha 410078, China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ　（ＥＳＣ）　ｈａｓ　ｓｅｌｆ－ｒｅｎｅｗａｌ　ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ　ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｃｙ，　ｗｈｉｃｈ　ｍａｋｅｓｉｔ　ａ　ｈｏｔ　ｓｐｏｔ　ｏｆ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｍｅｄｉｃａｌ　ｒｅｓｅａｒｃｈ．　ＥＳＣ　ｃａｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅ　ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓｌｙ，　ｗｈｉｌｅ　ｉｔ　ａｌｓｏ　ｃａｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅ　ｉｎｔｏａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｋｉｎｄ　ｏｆ　ｍａｔｕｒｅ　ｃｅｌｌｓ　ｕｎｄｅｒ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ．　Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，　ＥＳＣ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｍａｎｙ　ｆｉｅｌｄｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａ－ｔｉｏｎ　ｍｅｄｉｃｉｎｅ，　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ　ｂｉｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｓｏ　ｏｎ．　Ｔｈｉｓ　ｒｅｖｉｅｗ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ　ｓｅｖｅｒａｌ　ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ　ｔｈａｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｆｏｒｉｎｄｕｃｉｎｇ　ＥＳＣ　ｔｏ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｌｌｙ．

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ；　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ；　ｃｙｔｏｋｉｎｅｓ

胚胎干细胞（ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ，　ＥＳＣ）是从早期囊胚的内细胞团（ｉｎｎｅｒ　ｃｅｌｌ　ｍａｓｓ，　ＩＣＭ）分离出来的一种多能细胞系；它能在体外长期不断自我更新，并保持多向分化潜能，可以分化为内、中、外三个胚层的几乎所有类型细胞。自１９８１年Ｅｖａｎｓ和Ｍａｒｔｉｎ用不同的方法首次成功分离得到小鼠ＥＳＣ以来，小鼠ＥＳＣ成为近２０年人们用来研究发育分化、基因表达调控、基因治疗等最理想的模型，并且有大量研究表明，小鼠ＥＳＣ可以在体外被诱导分化为绝大多数类型的成体细胞。１９９８年，Ｔｈｏｍｓｏｎ　等［１］首次成功分离并建立人胚胎干细胞系，由此掀起了全球范围内的ＥＳＣ研究热潮，产业化的前景初见端倪。人ＥＳＣ不但提供了一个研究人类自身发育分化的良好机会，而且如果人ＥＳＣ能像小鼠ＥＳＣ一样可

收稿日期：２００４－０４－２２；修回日期：２００４－０６－２０基金项目：国家自然科学基金项目（３０２００１４０）

以在体外诱导形成各种成体细胞，那么利用这些诱

导分化形成的成熟细胞将有可能进行细胞和组织替代治疗包括糖尿病、帕金森氏病、早老性痴呆、心血管疾病和肿瘤等多种目前临床上难以治愈的疾病。

１　胚胎干细胞的生物学性质

ＥＳＣ具有与早期胚胎细胞相似的形态结构：细胞体积小，核大，核浆比高，有一个或多个明显的核仁。在体外分化抑制性生长时，ＥＳＣ呈克隆状生长，细胞界限不清，紧密聚集在一起，形似鸟巢，边缘清晰。未分化的人ＥＳＣ表面ＳＳＥＡ－３、ＳＳＥＡ－４、ＴＲＡ－１－６０、ＴＲＡ－１－８１等呈阳性，而未分化的小鼠ＥＳＣ表面仅ＳＳＥＡ－１抗原阳性。未分化ＥＳＣ表达高水平的端粒酶、碱性磷酸酶、转录因子

作者简介：赵　明（１９８０—)，男，硕士生；任彩萍（１９７２—），女，副教授，＊通讯作者。

20生命科学第１７卷

Ｏｃｔ－４；当ＥＳＣ分化时，碱性磷酸酶表达呈弱阳性或阴性，表面抗原及Ｏｃｔ－４表达发生改变。ＥＳＣ具有自我更新能力和多向分化潜能，一旦脱离饲养层细胞且培养基中无ＬＩＦ（ｌｅｕｋａｅｍｉａ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ｆａｃｔｏｒ，　ＬＩＦ）等分化抑制剂存在的情况下，ＥＳＣ会自发分化形成由分化细胞和未分化细胞组成的复合体——拟胚体（ｅｍｂｒｙｏｉｄ　ｂｏｄｙ，　ＥＢ），它包含了三个胚层在内的所有组织细胞。

研究表明，ＥＳＣ保持不断自我更新能力与多种转录调节因子有关。ＬＩＦ是人们最初认识的因子，其通过ＬＩＦ－ｇｐ１３０－Ｓｔａｔ３信号途径调节鼠ＥＳＣ保持自我更新和全能性。ＬＩＦ可与ＥＳＣ表面低亲和力ＬＩＦ受体（ＬＩＦＲ）结合，使其活化成为高亲和力受体，后者再与细胞因子亚单位ｇｐ１３０结合形成ＬＩＦＲ／ｇｐ１３０复合体，该复合体进一步活化Ｒａｓ、细胞外调节激酶１／２（ｅｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒ　ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　ｋｉｎａｓｅ１／２，　Ｅｒｋ１／２）、Ｊａ－ｎｕｓ激酶（Ｊａｎｕｓ　ｋｉｎａｓｅ，　Ｊａｋ）及信号转导子和激活子转录因子３（ｓｉｇｎａｌ　ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ　ａｎｄ　ａｃｔｉｖａｔｏｒ　ｏｆ　ｔｒａｎｓｃｒｉｐ－ｔｉｏｎ　３，　Ｓｔａｔ３），从而抑制鼠ＥＳＣ分化　。ＬＩＦ单独作用不能完全抑制ＥＳＣ的分化，并且对于人ＥＳＣ，ＬＩＦ不能发挥同样的抑制作用。Ｏｃｔ－３／４是未分化的ＥＳＣ自身表达的表面抗原，它们也具有抑制ＥＳＣ分化的作用，但是其作用机制仍需依赖ＬＩＦ－ｇｐ１３０－Ｓｔａｔ３信号途径［２］。此外，研究发现，ｎａｎｏｇ因子作为一种同源结构蛋白在多潜能ＥＳ和ＥＧ细胞中表达，当细胞发生分化时表达下调。ｎａｎｏｇ可以抑制ＥＳＣ分化，而不依赖ＬＩＦ－ｇｐ１３０－Ｓｔａｔ３信号途径，在保持ＥＳＣ的全能性方面发挥重要作用。ｎａｎｏｇ的作用机制目前尚未明确，其中一个可能的机制是转录抑制促进分化的基因，如，ＧＡＴＡ４和ＧＡＴＡ６［３￣４］。在去除抑制分化的因素后ＥＳＣ可聚集形成ＥＢ，ＥＢ又继续分化成为许多特定的细胞系，如心肌细胞、造血前体细胞、神经细胞、骨细胞等；但是这种分化是自发不可调节的，且获得的是多种细胞的混合物。因此，如何定向诱导ＥＳＣ分化产生特定的、成熟组织细胞的研究工作就显得尤为重要。２　ＥＳＣ的诱导分化

ＥＳＣ的诱导分化是目前研究的热点，人们通过不同的途径来实现这个目的。目前主要包括：外源性生长因子诱导ＥＳＣ分化、转基因诱导ＥＳＣ分化、通过将ＥＳＣ与其他细胞共培养的方式诱导ＥＳＣ分化等。２．１　细胞／生长因子诱导ＥＳＣ分化

目前在发育学方面研究比较深入的诱导因子主

要有：维甲酸（ｒｅｔｉｎｏｉｃ　ａｃｉｄ，ＲＡ）、骨形态发生蛋白（ｂｏｎｅ　ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ，　ＢＭＰｓ）、成纤维细胞生长因子（ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒｓ，　ＦＧＦｓ）等。２．１．１　ＲＡ诱导ＥＳＣ分化　ＲＡ是一种在脊椎动物中具有广泛生物学活性的分子，系维生素Ａ的衍生物，它可以影响脊椎动物的发育和许多类型细胞的分化。ＲＡ包括两种同分异构体：全反式ＲＡ和９－顺式ＲＡ。　ＲＡ的细胞内信号转导通过两类核受体：ＲＡＲｓ（ｒｅｔｉｎｏｉｃ　ａｃｉｄ　ｒｅｃｅｐｔｏｒ）和ＲＸＲｓ（ｒｅｔｉｎｏｉｄ　Ｘｒｅｃｅｐｔｏｒｓ）实现。ＲＡＲｓ可被全反式ＲＡ或９－顺式ＲＡ激活；而ＲＸＲｓ仅能被９－顺式ＲＡ激活。ＲＡＲｓ和ＲＸＲｓ都可以形成同源二聚体并与细胞核内靶基因的反应元件（ＲＡＲ　ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｅｌｅｍｅｎｔ，　ＲＡＲＥ；　ＲＸＲ　ｒｅｓｐｏｎｓｅｅｌｅｍｅｎｔ，　ＲＸＲＥ）　结合，进一步激活靶基因转录。此外，ＲＸＲｓ还可以和ＲＡＲｓ形成异源二聚体，而且这种异源性嵌合体与ＲＡＲＥ结合能更加有效地激活靶基因转录。ＲＡ的靶基因包括：早期反应基因（Ｈｏｘａ１、Ｈｏｘｂ１、Ｒｅｘ１）和晚期反应基因（ＣＲＡＢＰⅡ、ＲＡＲβ、ｌａｍｉｎｉｎβ１、Ｃｏｌｌａｇｅｎ　ｔｙｐｅⅣ　及组织纤溶酶原激活物）。ＲＡ不但可以通过经典的信号转导途径诱导ＥＳＣ分化，还可以抑制ＬＩＦ信号促进ＥＳＣ分化。　Ｔｉｇｈｅ等［５］发现ＲＡ能使ＬＩＦ活化ＬＩＦＲ／ｇｐ１３０受体的能力受到抑制，进而降低了ＥＳＣ内部ＬＩＦＲ和ｇｐ１３０的酪氨酸磷酸化的水平，继而降低了Ｊａｋ活性，使之对Ｓｔａｔ３的酪氨酸磷酸化作用下降，导致活化的Ｓｔａｔ３水平降低，从而阻止了ＬＩＦ活化ＥＳＣ自我更新的信号通路，促进ＥＳＣ分化。

ＲＡ常被用来进行诱导多潜能干细胞向神经细胞分化的研究。Ｓｔｒüｂｉｎｇ等［６］研究显示，ＢＬＣ６和Ｄ３ＥＳＣ自发分化产生的神经细胞只占ＥＢ的１５％￣３０％，而用ＲＡ处理后ＥＢ中几乎全部细胞分化成神经细胞。Ｓｃｈｕｌｄｉｎｅｒ等［７］证实，用高浓度ＲＡ（１０－６Ｍ）诱导人ＥＳＣ产生的神经细胞比未用ＲＡ处理的增加２２％（７６％∶５４％）。目前ＲＡ诱导ＥＳＣ分化产生神经细胞的机制仍未阐明。已有报道指出，ＦＧＦ信号通路在多种生物的胚胎神经发育过程中起关键作用［８］。Ｗｉｌｓｏｎ等［９］也证实，ＦＧＦ信号可以通过抑制ＢＭＰｓ表达，从而促进胚胎发育产生神经细胞。此外，Ｙｉｎｇ等［１０］发现，ＦＧＦ信号是ＥＳＣ发生神经特异性分化所必需的。这些研究提示我们，ＲＡ诱导ＥＳＣ向神经细胞分化的机制可能与ＦＧＦ信号有关。对ＲＡ诱导ＥＳＣ分化的信号转导机制的阐明将会使我们更清楚地了解各种细胞因子、信号途径之间的相互联系，

第１期

赵　明，等：胚胎干细胞诱导分化的研究进展

２１

对转基因诱导分化研究有重要的指导意义。

２．１．２　　ＢＭＰｓ诱导ＥＳＣ分化　ＢＭＰｓ是转化生长因子β（ｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｇ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒ　β，ＴＧＦ－β）超家族成员中最大的一族，通过调节多种基因活性，对中胚层形成、左右对称、神经系统发生、体节和骨骼发育、肢体形成及肾、胃肠、肺、牙齿的发育等基本过程产生影响。ＢＭＰｓ信号作用于跨膜丝／苏氨酸激酶受体（Ⅰ型和Ⅱ型受体），形成两种受体的异源二聚体。Ⅱ型受体可以磷酸化Ⅰ型受体，进一步使Ｓｍａｄ蛋白磷酸化。Ｓｍａｄ蛋白在将ＢＭＰｓ信号由细胞膜传递至细胞核的过程中起关键作用。磷酸化的受体调节型Ｓｍａｄ（ｒｅｃｅｐｔｏｒ－ｒｅｇｕｌａｔｅｄ　Ｓｍａｄ，　Ｒ－Ｓｍａｄ）从膜受体上脱离，结合共同型Ｓｍａｄ（ｃｏｍｍｏｎＳｍａｄ，　Ｃ－Ｓｍａｄ）后进入细胞核。在核内，Ｓｍａｄ异源二聚体在其他ＤＮＡ结合蛋白的参与下作用于特异的靶基因，发挥转录调节作用。在体内，ＢＭＰｓ可以诱导心脏转录因子Ｎｋｘ２．５、锌指转录因子ＧＡＴＡ家族、心脏特异性蛋白，如心室肌球蛋白重链异位表达。此外，ＢＭＰｓ还通过ＭＡＰＫＫ途径诱导ＥＳＣ向心脏的分化，在这一通路中ＭＡＰＫＫ激酶ＴＡＫ１起到关键作用，但其具体机制尚未阐明。ＢＭＰｓ家族中，ＢＭＰ－２和ＢＭＰ－４在诱导ＥＳＣ分化中发挥着重要作用。Ｋｒａｍｅｒ等［１１］　研究发现ＢＭＰ－２以时间依赖的方式增加ＥＢ向软骨细胞分化，即在ＥＢ悬浮培养２￣５日时加入ＢＭＰ－２可以诱导其分化，而在ＥＢ悬浮培养０￣２日或５￣９日时加入ＢＭＰ－２不产生作用。Ｐｅｒａ等［１２］证明ＢＭＰ－２诱导的内源性信号抑制ＥＳＣ向神经细胞分化，但利用ＢＭＰ－２的拮抗剂ｎｏｇｇｉｎ可以诱导ＥＳＣ分化产生神经细胞。与ＢＭＰ－２不同，ＢＭＰ－４主要诱导ＥＳＣ向造血系统分化。Ｌｉ等［１３］用猴ＥＳＣ进行体外实验发现，将ＢＭＰ－４加入ＥＳＣ培养体系中，分化产生的造血前体细胞集落增加了１７倍。Ｃｈａｄｗｉｃｋ等［１４］证明了ＢＭＰ－４与造血细胞因子结合可以促进人ＥＳＣ向造血系统分化。此外，Ｘｕ等［１５］的实验显示ＢＭＰ－４还可以诱导人ＥＳＣ分化成为滋养层细胞。以上实验虽然证明了ＢＭＰｓ可以诱导ＥＳＣ分化，但是其诱导的具体机制仍未阐明，如果能够深入了解其中的信号转导途径、基因的表达变化，将有助于寻找最佳诱导方案。

２．１．３　ＦＧＦｓ诱导ＥＳＣ分化　ＦＧＦ－２是纤维母细胞生长因子家族成员，通过细胞表面的ＦＧＦ受体（ＦＧＦｒｅｃｅｐｔｏｒ，　ＦＧＦＲ）调节机体的生长和发育。ＦＧＦＲ属于酪氨酸激酶受体家族的一类，至少有５个成员，

其中ＦＧＦＲ－１和ＦＧＦＲ－２是ＦＧＦ－２的高亲和力的受体。ＦＧＦ－２诱导的信号转导是正常细胞生长分化所必需的，参与血管新生、胚胎发育、骨骼形成等生理过程。ＦＧＦ－２通过肝素硫酸盐蛋白多糖结合到ＦＧＦＲ上，导致该受体内在的酪氨酸激酶活性增强，进一步与具有Ｓｒｃ原癌基因家族同源区（ＳＨ２）的蛋白结合，这些蛋白的酪氨酸残基被磷酸化，分别激活不同的信号传导途径。实验表明ＦＧＦ－２处理ＥＳＣ，导致ＥＳＣ内的转录因子Ｎｋｘ２．５和ｄ－Ｈａｎｄ表达增强，促进ＥＳＣ向心肌细胞分化。Ｄｅｌｌ’Ｅｒａ等［１６］比较了表达ＦＧＦＲ－１阳性和ＦＧＦＲ－１阴性的ＥＳＣ分化产生心肌细胞的能力，结果显示来自ＦＧＦＲ－１阳性ＥＳＣ的ＥＢ，有９０％细胞分化为心肌细胞；而来自ＦＧＦＲ－１阴性ＥＳＣ的ＥＢ，仅１０％左右细胞分化为心肌细胞。由此可见，ＦＧＦＲ－１对于体外诱导ＥＳＣ分化为心肌细胞是必需的，ＦＧＦ／ＦＧＦＲ信号途径在体外心脏发育中发挥重要作用。此外，有研究表明ＦＧＦ－２在某些情况下也可以诱导ＥＳＣ向神经系统分化。在无血清培养基中加入ＦＧＦ－２已经被用来诱导富集ｎｅｓｔｉｎ阳性的神经前体细胞和神经元［１７］。Ｋｕｏ等［１８］通过诱导猴ＥＳＣ向神经细胞分化显示：将ＥＢ在无血清的ＩＴＳＦｎ培养基（ＤＭＥＭ／Ｆ１２培养基中添加５　ｕｇ／ｍｌ胰岛素、５０　ｕｇ／ｍｌ转铁蛋白、３０　ｎＭ亚硒酸钠和５　ｕｇ／ｍｌ纤维粘连蛋白）中培养，５￣７日后加入ＦＧＦ－２，ＥＢ中出现大量神经球，免疫组织化学染色显示多于７０％的细胞表达神经特异性抗原ｎｅｓｔｉｎ和ｍｕｓａｓｈｉ１。Ｚｈａｏ等［１９］实验显示，用包含ＦＧＦ－２的　ＩＴＳＦｎ　培养基培养ＥＳＣ得到的ｎｅｓｔｉｎ阳性神经前体细胞的比例高于ＲＡ诱导的比例（约为８６．５±１０．７％∶６３±７．６％）。ＦＧＦ－３在原肠胚阶段的胚胎中表达，ＦＧＦ－３信号途径可以促进神经系统的发育，因此利用ＦＧＦ－３也可以诱导ＥＳＣ向神经细胞特异分化。对于ＦＧＦ信号途径的研究还有待于进一步深入，这对于诱导ＥＳＣ神经特异性分化有重要意义。２．１．４　其他细胞／生长因子或化合物　除以上几种主要的诱导因子之外，其他一些细胞／生长因子或化合物也能诱导ＥＳＣ分化，如造血生长因子（ｈｅｍｏｐｏｉｅｔｉｃｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒ，　ＨＧＦ）可以增加ＥＳＣ向中胚层分化，最终产生心肌细胞、造血细胞等。用ａｃｔｉｖｉｎ－Ａ处理分化５日的ＥＢ，在最终的分化产物中出现大量肌细胞［２０］。Ｓａｃｈｉｎｉｄｉｓ等［２１］研究显示ＴＧＦ－β可以调节ＥＳＣ向心肌分化。ＴＧＦ－β通过结合其受体能诱导ＧＡＴＡ、Ｎｋｘ－２．５等心脏特异性转录因子表达，且

22生命科学第１７卷

诱导产生的心肌细胞能表达心脏特异性蛋白和离子通道。二甲亚砜（ＤＭＳＯ）作为细胞保护剂，也可以促进ＥＳＣ向胚胎心脏细胞分化，诱导表达ＧＡＴＡ－４和Ｎｋｘ－２．５［２２］。另外有报道指出，多种细胞因子共同作用促进ＥＳＣ特异性分化的效率更高。Ｌｉ等［２３］用含有ＥＧＦ、ＩＧＦ－１和ｂＦＧＦ的培养基培养ＥＢ　１０日，观察到９６％的细胞表达神经前体细胞特异性标志，但需要说明的是，在应用这种策略时必须明确几种细胞因子的诱导分化方向是一致的。

细胞因子诱导分化的方法虽然操作简便，但其诱导产生的成熟细胞数量较少，而且纯度较低，不利于细胞移植治疗。人们正尝试利用转基因的方法配合外源性细胞因子的作用以获得更为有效的诱导分化方法。

２．２　转基因方法诱导ＥＳＣ分化

受生长因子诱导ＥＳＣ分化的启发，人们开始尝试利用转基因方法达到诱导ＥＳＣ定向分化，而且越来越多的研究表明转基因方法具有更大的应用前景。它主要是利用基因转染技术使某个促分化基因在ＥＳＣ中过表达，从而调节ＥＳＣ的分化。

转基因方法诱导ＥＳＣ分化已经取得了较好的效果。Ｖｉｃａｒｉｏ和Ｓｃｈｉｍｍａｎｇ［２４］报道，与添加ＦＧＦ－２因子相比较，利用单纯疱疹病毒作为载体将ＦＧＦ－２基因转入ＥＳＣ中，诱导产生的神经细胞是前者的三倍。Ｐｒｅｌｌｅ等［２５］研究胰岛素生长因子Ⅱ（ｉｎｓｕｌｉｎ　ｇｒｏｗｔｈｆａｃｔｏｒ，ＩＧＦⅡ）促进鼠ＥＳ细胞肌分化时发现，与未过表达ＩＧＦⅡ基因的ＥＳ细胞对比，过表达ＩＧＦⅡ基因的ＥＳ细胞，在早期阶段有高水平的骨骼肌特异基因表达（ｍｙｆ５、ｍｙｏＤ、ｍｙｏｇｅｎｉｎ）；　在第７＋７日的ＥＢ中肌管形成，这些肌管排列成行并收缩；在大约７＋１７日时出现更高密度的肌管。以上研究表明ＩＧＦⅡ加速ＥＳ细胞向肌细胞分化是与改变了肌发生相关基因（ｍｙｆ５、ｍｙｏＤ、ｍｙｏｇｅｎｉｎ）的表达水平有关。由此可见，过表达ＩＧＦⅡ是可以加速并增强ＥＳ细胞分化的。

在生长因子诱导ＥＳＣ分化过程中，细胞内的信号转导通路发挥着具体的诱导作用，所以目前细胞内的信号转导成分被视为诱导分化研究的焦点。通过将某些信号转导成分的基因转入ＥＳＣ中，可以有效地诱导ＥＳＣ特异分化。例如，Ｗｎｔ基因参与ＢＭＰ的细胞内信号转导过程，当ＥＳＣ过表达Ｗｎｔ３容易分化形成ＥＢ，并进一步向造血分化。此外，用

Ｗｎｔ３转染ＣＯＳ７细胞，收集其上清培养ＥＢ可以明显促进ＥＢ向造血分化，说明Ｗｎｔ３在体外模型中能增强造血发生［２６］。

在寻找可以诱导ＥＳＣ定向分化的基因时，人们常常把目光放在与胚胎发育相关的基因上。例如，ＰＯＵ转录因子家族最早是根据哺乳动物转录因子ｐｉｔ－１、Ｏｃｔ－１和Ｏｃｔ－２与线虫的ｕｎｃ－８６蛋白都能与ＤＮＡ的一段相同区域结合而归族。随着研究的深入，相继发现Ｂｒｎ－３ａ、Ｂｒｎ－３ｂ和Ｂｒｎ－３ｃ三个密切相关的ＰＯＵ转录因子家族成员。Ｂｒｎ－３ａ与线虫ｕｎｃ－８６有同源性，其Ｃ末端（ＰＯＵ区域）能够激活ＳＮＡＰ－２５、Ｎｅｕｒｏｆｉｌａｍｅｎｔ等神经细胞特异基因，从而促进神经突起生长和建立新突触联系。谌宏鸣和谢富康［２７］把Ｂｒｎ－３ａ基因转染鼠ＥＳＣ，研究其在诱导分化中的作用，结果发现有７０％细胞分化为具有明显的神经细胞样突起的细胞，并表达神经细胞特有标记物神经微丝重链／轻链（ＮＦＨ＋Ｌ）、神经元特异性烯醇化酶（ＮＳＥ）及突触蛋白（ＳＹ），以及神经胶质细胞特有标记抗原ＧＦＡＰ。该实验中ＥＳＣ在Ｂｒｎ－３ａ的诱导下，未经过神经干细胞就直接向神经细胞分化。发育相关基因Ｐａｘ４是胰岛β细胞发育所必需的转录因子，将其转染ＥＳＣ可使ＥＳＣ向胰岛细胞分化明显增加［２８］　。以上的实验结果说明许多与发育相关的基因都具有诱导ＥＳＣ定向分化的潜能，将这些基因转染ＥＳＣ，可以获得很好的诱导效果。２．３　细胞共培养的方法诱导ＥＳＣ分化

ＥＳＣ生长的微环境对ＥＳＣ分化有很大的影响。为了使ＥＳＣ维持不分化状态，人们选择在鼠胚胎成纤维细胞制作的饲养层上培养ＥＳＣ，并在培养基中添加ＬＩＦ。　Ｋａｕｆｍａｎ等［２９］证明人ＥＳＣ与鼠骨髓细胞系Ｓ１７或卵黄囊内皮细胞系Ｃ１６６共培养，可以促进人ＥＳＣ向造血前体细胞分化。Ｍｕｍｍｅｒｙ等［３０］将人的ＥＳＣ与鼠血管内胚层样细胞（ＥＮＤ－２）共培养，在１２孔板上大约有３５％±１０％的孔出现了搏动的区域，而且诱导的心肌细胞具有正常心肌细胞的功能。

以上三种诱导方法并不是孤立的，它们可以有机地结合起来。Ｋｙｂａ等［３１］证明在ＥＳＣ中条件表达Ｓｔａｔ５可以诱导造血分化，而将表达Ｓｔａｔ５的ＥＢ置于ＯＰ９基质细胞上培养，进一步增强了造血发生。这种相互结合的诱导方法有着广阔的应用前景，但尚未广泛开展，获得最佳的诱导方案是当前首要解决的问题。

第１期

赵　明，等：胚胎干细胞诱导分化的研究进展

２３

３　结　语

ＥＳＣ的定向诱导分化是ＥＳＣ研究的主要方向，它为今后临床上进行细胞移植治疗提供了充足且良好的细胞来源，并且通过对诱导分化的研究可以揭开人类自身发育的神秘面纱；但是迄今为止，仍然未找到可以诱导生成大量较为单一细胞的方法。细胞因子诱导方法虽然被广泛采用，但由于ＥＳＣ自身也可以分泌一些生长因子，影响诱导效果，而且细胞因子方法诱导产生的特定细胞数量较少，纯度亦不高，诱导特异性分化后还需要进行细胞筛选。转基因诱导方法研究应用时间较短，在ＥＳＣ中过表达某一诱导分化的基因可以大大提高诱导分化的效率，得到纯度较高的分化细胞，然而目的基因的稳定转染却是摆在研究人员面前的一大障碍，而且转染基因容易发生突变从而影响了整个ＥＳＣ基因组的稳定性。此外，诱导效率不高，寻找适合的共同培养条件较为困难，使得细胞共培养方法目前尚未得到广泛应用。

虽然目前还面临很多的困难，但我们相信，随着新的发育相关基因的不断被发现，诱导ＥＳＣ分化方法的不断成熟，稳定高效转染ＥＳＣ方法的建立，ＥＳＣ在组织工程等领域必将会有更广阔的应用前景。

　［参　考　文　献］

［１］

Ｔｈｏｍｓｏｎ　Ｊ　Ａ，　Ｉｔｓｋｏｖｉｔｚ－Ｅｌｄｏｒ　Ｊ，Ｓｈａｐｉｒｏ　Ｓ　Ｓ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｅｍｂｒｙ－ｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ　ｌｉｎｅｓ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ｈｕｍａｎ　ｂｌａｓｔｏｃｙｓｔｓ．　Ｓｃｉｅｎｃｅ，

２８２（５３９１）：１１４５￣１１４７１９９８，　

Ｎｉｗａ　Ｈ，　Ｂｕｒｄｏｎ　Ｔ，　Ｃｈａｍｂｅｒｓ　Ｉ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｓｅｌｆ－ｒｅｎｅｗａｌ　ｏｆ　ｐｌｕｒｉ－ｐｏｔｅｎｔ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｓ　ｍｅｄｉａｔｅｄ　ｖｉａ　ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｏｆ

１２：　２０４８￣２０６０ＳＴＡＴ３．　Ｇｅｎｅｓ　Ｄｅｖ，　１９９８，　

Ｍｉｔｓｕｉ　Ｋ，　Ｔｏｋｕｚａｗａ　Ｙ，　Ｉｔｏｈ　Ｈ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｔｈｅ　ｈｏｍｅｏｐｒｏｔｅｉｎｎａｎｏｇ　ｉｓ　ｒｅｑｕｉｒｅｄ　ｆｏｒ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｏｆ　ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｃｙ　ｉｎ　ｍｏｕｓｅｅｐｉｂｌａｓｔ　ａｎｄ　ＥＳ　ｃｅｌｌｓ．　Ｃｅｌｌ，　２００３，　１１３（５）：　６３１￣６４２Ｃｈａｍｂｅｒｓ　Ｉ，Ｃｏｌｂｙ　Ｄ，　Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ　Ｍ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｅｘ－ｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｃｌｏｎｉｎｇ　ｏｆ　ｎａｎｏｇ，　ａ　ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｃｙ　ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｉｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｃｅｌｌ　，　２００３，　１１３（５）：　６４３￣６５５Ｔｉｇｈｅ　Ａ　Ｐ，　Ｇｕｄａｓ　Ｌ　Ｊ．　Ｒｅｔｉｎｏｉｃ　ａｃｉｄ　ｉｎｈｉｂｉｔｓ　ｌｅｕｋｅｍｉａ　ｉｎｈｉｂｉ－ｔｏｒｙ　ｆａｃｔｏｒ　ｓｉｇｎａｌｉｎｇ　ｐａｔｈｗａｙｓ　ｉｎ　ｍｏｕｓｅ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ．　Ｊ　Ｃｅｌｌ　Ｐｈｙｓｉｏｌ　，　　２００４，　１９８（２）：　２２３￣２２９Ｓｔｒüｂｉｎｇ　Ｃ，　Ａｈｎｅｒｔ－Ｈｉｌｇｅｒ　Ｇ，　Ｓｈａｎ　Ｊ　ｅｔ　ａｌ．　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎｔｏ　ｔｈｅ　ｎｅｕｒｏｎａｌ　ｌｉｎｅａｇｅｉｎ　ｖｉｔｒｏ　ｇｉｖｅｓ　ｒｉｓｅ　ｔｏ　ｍａｔｕｒｅ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ａｎｄ　ｅｘｃｉｔａｔｏｒｙ　ｎｅｕｒｏｎｓ．Ｍｅｃｈ　Ｄｅｖ，　１９９５，　５３：２７５￣２８７

Ｓｃｈｕｌｄｉｎｅｒ　Ｍ，　Ｅｉｇｅｓ　Ｒ，　Ｅｄｅｎ　Ａ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｉｎｄｕｃｅｄ　ｎｅｕｒｏｎａｌｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｂｒａｉｎ　Ｒｅｓ，２００１，　９１３：　２０１￣２０５

Ｓｔｒｅｉｔ　Ａ，　Ｂｅｒｌｉｎｅｒ　Ａ　Ｊ，　Ｐａｐａｎａｙｏｔｏｕ　Ｃ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆｎｅｕｒａｌ　ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　ｂｙ　ＦＧＦ　ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ　ｂｅｆｏｒｅ　ｇａｓｔｒｕｌａｔｉｏｎ．　Ｎａｔｕｒｅ，

［９］

［１０］

［１１］

［１２］

［１３］

［１４］

［１５］

［１６］

［１７］

［１８］

［２］

［１９］

［３］

［２０］

［４］

［２１］

［５］

［２２］

［６］

［２３］

［７］

［２４］

［８］

［２５］

２０００，　４０６（６７９１）：７４￣７８

Ｗｉｌｓｏｎ　Ｓ　Ｉ，　Ｇｒａｚｉａｎｏ　Ｅ，　Ｈａｒｌａｎｄ　Ｒ，　ｅｔ　ａｌ．　Ａｎ　ｅａｒｌｙ　ｒｅｑｕｉｒｅ－ｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ＦＧＦ　ｓｉｇｎａｌｌｉｎｇ　ｉｎ　ｔｈｅ　ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｕｒａｌ　ｃｅｌｌ　ｆａｔｅｉｎ　ｔｈｅ　ｃｈｉｃｋ　ｅｍｂｒｙｏ．　Ｃｕｒｒ　Ｂｉｏｌ，　２０００，　１０：　４２１￣４２９Ｙｉｎｇ　Ｑ　Ｌ，　Ｓｔａｖｒｉｄｉｓ　Ｍ，　Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ　Ｄ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｏｆｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎｔｏ　ｎｅｕｒｏｅｃｔｏｄｅｒｍａｌ　ｐｒｅｃｕｒｓｏｒｓ　ｉｎａｄｈｅｒｅｎｔ　ｍｏｎｏｃｕｌｔｕｒｅ．　Ｎａｔ　Ｂｉｏｔｅｃｈ，　２００３，　２１：　１８３￣１８６Ｋｒａｍｅｒ　Ｊ，　Ｈｅｇｅｒｔ　Ｃ，　Ｇｕａｎ　Ｋ　Ｍ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ－ｄｅｒｉｖｅｄ　ｃｈｏｎｄｒｏｇｅｎｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ：　ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ　ｂｙＢＭＰ－２　ａｎｄ　ＢＭＰ－４．　Ｍｅｃｈ　Ｄｅｖ，　２０００，　９２（２）：　１９３￣２０５Ｐｅｒａ　Ｍ　Ｆ，　Ａｎｄｒａｄｅ　Ｊ，　Ｈｏｕｓｓａｍｉ　Ｓ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｕｍａｎｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｂｙ　ＢＭＰ－２　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｎ－

１１７（ｐｔ７）：　１２６９￣１２８０ｔａｇｏｎｉｓｔ　ｎｏｇｇｉｎ．　Ｊ　Ｃｅｌｌ　Ｓｃｉ，　２００４，　

Ｌｉ　Ｆ，　Ｌｕ　Ｓ　Ｊ，　Ｖｉｄａ　Ｌ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｂｏｎｅ　ｍｏｒｐｈｏｇｅｎｅｔｉｃ　ｐｒｏｔｅｉｎ４爄ｎｄｕｃｅｓ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｈｅｓｕｓ

９８（２）：ｍｏｎｋｅｙ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ．　Ｂｌｏｏｄ，　２００１，　

３３５￣３４２

Ｃｈａｄｗｉｃｋ　Ｋ，　Ｗａｎｇ　Ｌ　Ｓ，　Ｌｉ　Ｌ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｙｔｏｋｉｎｅｓ　ａｎｄ　ＢＭＰ－４ｐｒｏｍｏｔｅ　ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ

１０２（３）：　９０６￣９１５ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｂｌｏｏｄ，　２００３，　

Ｘｕ　Ｒ　Ｈ，　Ｃｈｅｎ　Ｘ，　Ｌｉ　Ｄ　Ｓ，　ｅｔ　ａｌ．　ＢＭＰ４　ｉｎｉｔｉａｔｅｓ　ｈｕｍａｎｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｒｏｐｈｏｂｌａｓｔ．　Ｎａｔ　Ｂｉｏｔｅｃｈ，２００２，　２０（１２）：　１２６１￣１２６４

Ｄｅｌｌ扙ｒａ　Ｐ，　Ｒｏｎｃａ　Ｒ，　Ｃｏｃｏ　Ｌ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｆｉｂｒｏｂｌａｓｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒｒｅｃｅｐｔｏｒ－１　ｉｓ　ｅｓｓｅｎｔｉａｌ　ｆｏｒ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ　ｃａｒｄｉｏｍｙｏｃｙｔｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．

９３：　４１４￣４２０Ｃｉｒｃ　Ｒｅｓ，　２００３，　

Ｏｋａｂｅ　Ｓ，　Ｆｏｒｓｂｅｒｇ－Ｎｉｌｓｓｏｎ　Ｋ，　Ｓｐｉｒｏ　Ａ　Ｃ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆ　ｎｅｕｒｏｎａｌ　ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ　ｃｅｌｌｓ　ａｎｄ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ｐｏｓｔｍｉｔｏｔｉｃ　ｎｅｕ－ｒｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ．　Ｍｅｃｈ　Ｄｅｖ　，　１９９６，５９：　８９￣１０２

Ｋｕｏ　Ｈ　Ｃ，　Ｆｒａｎｃｉｓ　ｐａｕ　Ｋ　Ｙ，　Ｙｅｏｍａｎ　Ｒ　Ｒ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ－ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｏｎｋｅｙ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎｔｏ　ｎｅｕｒａｌ　ｌｉｎｅａｇｅｓ．Ｂｉｏｌ　Ｒｅｐｒｏｄ，　２００３，　６８：　１７２７￣１７３５

Ｚｈａｏ　Ｘ，　Ｌｉｎ　Ｊ　Ｎ，　Ａｈｍａｄ　Ｉ．　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎｔｏ　ｒｅｔｉｎａｌ　ｎｅｕｒｏｎｓ．　Ｂｉｏｃｈｅｍ　Ｂｉｏｐｈｙｓ　Ｒｅｓ　Ｃｏｍｍｕｎ，２００２，　２９７（２）：　１７７￣１８４

Ｓｃｈｕｌｄｉｎｅｒ　Ｍ，　Ｙａｎｕｋａ　Ｏ，　Ｉｔｓｋｏｖｉｔｚ－Ｅｌｄｏｒ　Ｊ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆｅｉｇｈｔ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｌｌｓ　ｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｐｒｏｃ　Ｎａｔｌ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，

９７（２１）：　１１３０７￣１１３１２２０００，　

Ｓａｃｈｉｎｉｄｉｓ　Ａ，　Ｋｏｌｏｓｓｏｖ　Ｅ，　Ｆｌｅｉｓｃｈｍａｎｎ　Ｂ　Ｋ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｇｅｎｅｒａ－ｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃａｒｄｉｏｍｙｏｃｙｔｅｓ　ｆｒｏｍ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．Ｈｅｒｚ，２００２，　２７：　５８９￣５９７

Ｖｅｎｔｕｒａ　Ｃ，　Ｍａｉｏｌｉ　Ｍ．　Ｏｐｉｏｉｄ　ｐｅｐｔｉｄｅ　ｇｅｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｐｒｉｍｅｓｃａｒｄｉｏｇｅｎｅｓｉｓ　ｉｎ　ｅｍｂｒｙｏｎａｌ　ｐｌｕｒｉｐｏｔｅｎｔ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．Ｃｉｒｃ　Ｒｅｓ，２０００，　８７（３）：　１８９￣１９４

Ｌｉ　Ｈ　Ｗ，　Ｒｏｂｌｉｎ　Ｇ，　Ｌｉｕ　Ｈ，ｅｔ　ａｌ．　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈａｉｒ　ｃｅｌｌｓ　ｂｙｓｔｅｐｗｉｓｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｐｒｏｃ　ＮａｔｌＡｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，　２００３，　１００：　１３４９５￣１３５００Ｖｉｃａｒｉｏ　Ｉ，　Ｓｃｈｉｍｍａｎｇ　Ｔ．　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｏｆ　ＦＧＦ－２　ｖｉａ　ＨＳＶ－１－ｂａｓｅｄａｍｐｌｉｃｏｎ　ｖｅｃｔｏｒｓ　ｐｒｏｍｏｔｅｓ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｕｒｏｎｓｆｒｏｍ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ．　Ｊ　Ｎｅｕｒｏｓｃｉ　Ｍｅｔｈｏｄｓ，　２００３，　１２３：５５￣６０

Ｐｒｅｌｌｅ　Ｋ，　Ｗｏｂｕｓ　Ａ　Ｍ，　Ｋｒｅｂｓ　Ｏ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｏｖｅｒｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ

24生命科学第１７卷

ｉｎｓｕｌｉｎ－ｌｉｋｅ　ｇｒｏｗｔｈ　ｆａｃｔｏｒ－ＩＩ　ｉｎ　ｍｏｕｓｅ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓｐｒｏｍｏｔｅｓ　ｍｙｏｇｅｎｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ．　Ｂｉｏｃｈｅｍ　Ｂｉｏｐｈｙｓ　ＲｅｓＣｏｍｍｕｎ，　２０００，　２７７（３）：６３１￣６３８［２６］Ｌａｋｏ　Ｍ，　Ｌｉｎｄｓａｙ　Ｓ，　Ｌｉｎｃｏｌｎ　Ｊ，　ｅｔ　ａｌ．　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｗｎｔ

ｇｅｎｅ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｕｒｉｎｅ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｉｎ　ｖｉｔｒｏ：　ｒｏｌｅ　ｏｆ　Ｗｎｔ３　ｉｎ　ｅｎｈａｎｃｉｎｇ　ｈａｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ．Ｍｅｃｈ　Ｄｅｖ，　２００１，１０３（１－２）：４９￣５９［２７］谌宏鸣，　谢富康．　Ｂｒｎ－３ａ诱导胚胎干细胞向神经样细胞定

向分化的研究．　解剖学报，　２００２，３３：５６６￣５７０

［２８］Ｂｌｙｓｚｃｚｕｋ　Ｐ，　Ｃｚｙｚ　Ｊ，　Ｋａｎｉａ　Ｇ，　ｅｔ　ａｌ．Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｐａｘ４　ｉｎ

ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｐｒｏｍｏｔｅｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｓｔｉｎ－ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｐｒｏｇｅｎｉｔｏｒ　ａｎｄ　ｉｎｓｕｌｉｎ－ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｃｅｌｌｓ．ＰｒｏｃＮａｔｌ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，　２００３，　１００：　９９８￣１００３［２９］Ｋａｕｆｍａｎ　Ｄ　Ｓ，　Ｈａｎｓｏｎ　Ｅ　Ｔ，　Ｌｅｗｉｓ　Ｒ　Ｌ，　ｅｔ　ａｌ．Ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ

ｃｏｌｏｎｙ－ｆｏｒｍｉｎｇ　ｃｅｌｌｓ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｒｏｍ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍｃｅｌｌｓ．　Ｐｒｏｃ　Ｎａｔｌ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，　２００１，９８：　１０７１６￣１０７２１［３０］Ｍｕｍｍｅｒｙ　Ｃ，　Ｗａｒｄ－ｖａｎ　Ｏｏｓｔｗａａｒｄ　Ｄ，　Ｄｏｅｖｅｎｄａｎｓ　Ｐ，　ｅｔ　ａｌ．

Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｕｍａｎ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｔｏ　ｃａｒｄｉｏ－ｍｙｏｃｙｔｅｓ：　ｒｏｌｅ　ｏｆ　ｃｏｃｕｌｔｕｒｅ　ｗｉｔｈ　ｖｉｓｃｅｒａｌ　ｅｎｄｏｄｅｒｍ－ｌｉｋｅ　ｃｅｌｌｓ．Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ，　２００３，　１０７：　２７３３　￣　２７４０

［３１］　Ｋｙｂａ　Ｍ，　Ｐｅｒｌｉｎｇｅｉｒｏ　Ｒ　Ｃ　Ｒ，　Ｈｏｏｖｅｒ　Ｒ　Ｒ，ｅｔ　ａｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ

ｈｅｍａｔｏｐｏｉｅｔｉｃ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｅｍｂｒｙｏｎｉｃ　ｓｔｅｍ　ｃｅｌｌｓ　ｃｏｎ－ｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ　ｅｘｐｒｅｓｓｉｎｇ　Ｓｔａｔ５．　Ｐｒｏｃ　Ｎａｔｌ　Ａｃａｄ　Ｓｃｉ　ＵＳＡ，　２００３，１００：　１１９０４￣１１９１０

·会议·

国际病毒生物学研讨会在上海生科院召开

２００４年１２月２１日，由中科院上海巴斯德研究所主办的“国际病毒生物学研讨会”举行。这是上海巴斯德研究所揭牌以来的首届学术研讨会。

中科院副院长陈竺院士、中科院上海生命科学研究院院长裴钢院士到会，法国驻沪总领事薛翰先生出席了研讨会并致开幕辞。

陈竺院士在讲话中充分肯定了这次研讨会的重要意义，他说，我们要从ＳＡＲＳ爆发中汲取教训。病毒学的研究是无国界的，由中科院、上海市政府和法国巴斯德研究所共建的中科院上海巴斯德研究所为病毒学研究搭建了一个独特的平台，它将汇集世界各地的高水平人才，促进国际间的合作，培养青年科学家，在病毒学研究领域做出自己的贡献。中国科学院将对这一国际合作的新机构给予持续的支持。

裴钢院士代表上海生命科学研究院对研讨会的召开表示祝贺，他说，上海巴斯德研究所和正在筹建的中科院马普计算生物学所作为上海生命科学研究院的两个新成员对促进国际合作、促进交叉学科的研究将起到积极的推动作用。他强调，人才是关键，并表示上海生命科学研究院将全力支持上海巴斯德研究所。　　法国驻沪总领事薛翰先生在致辞中说，２００３年爆发的ＳＡＲＳ给人们敲响了警钟，各国都加强了在公共卫生领域的国际合作，刚刚成立的中科院上海巴斯德研究所即是中法在该领域合作的典范。他祝愿上海巴斯德研究所首届学术研讨会成为一个良好的开端，为中法在公共卫生领域的合作研究做出积极的贡献。

此次研讨会的主要目的是探讨传染性疾病，尤其是病毒性传染性疾病的复杂性和多元性。１００多位来自国内相关科研机构、大学的专家及学生参加了研讨会。荷兰Ｅｒａｍｕｓ医学院Ｏｓｔｅｒｈａｕｓ教授、中科院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所孙兵教授、德国马堡Ｐｈｉｌｉｐｐｓ大学Ｋｌｅｎｋ教授、中国国家人类基因组南方研究中心主任赵国屏教授、美国Ｊｏｈｎｓ　Ｈｏｐｋｉｎｓ大学医学院曹望森博士、美国Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ大学郑永辉博士、美国生物医学研究西南基金会病毒免疫所周保罗教授、法国巴斯德研究所Ｓｃｈｗａｒｔｚ博士、美国哈佛大学戈宝学博士、瑞典Ｋａｒｏｌｉｎｓｋａ研究所丁波博士及美国哥仑比亚大学Ｌｉｐｋｉｎ教授在会上作了精彩的报告。他们的报告引起了与会人员的极大关注，报告人与听众之间的交流非常活跃，这对我国在病毒学领域的研究工作起到了重要的启发和借鉴意义。

此次学术研讨会得到了中科院、上海市科委和法国驻沪总领馆的支持和资助。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（中国科学院上海巴斯德研究所供稿）