干細(xì)胞不僅有著超強(qiáng)的自我更新能力，還能分化成為各種類型的成熟體細(xì)胞，在發(fā)育研究、藥物篩選、細(xì)胞治療和疾病模擬中有著廣闊的應(yīng)用前景。正因如此，干細(xì)胞的分化機(jī)制一直是科學(xué)家們關(guān)注的焦點(diǎn)。

Sanford Burnham Prebys醫(yī)學(xué)探索研究所（SBP）的科學(xué)家們在干細(xì)胞分化研究中取得了突破性的進(jìn)展。他們在Molecular Cell雜志上發(fā)表文章指出，多能因子OCT4不僅維持干細(xì)胞的當(dāng)前狀態(tài)，還幫助細(xì)胞分化基因?qū)ν獠啃盘栕龊脺?zhǔn)備。

“干細(xì)胞的一些基因在激活的時候會啟動細(xì)胞分化，OCT4可以促進(jìn)這些基因?qū)Ψ只盘柕膽?yīng)答，讓相應(yīng)的遺傳程序更加有效，”文章資深作者Laszlo Nagy教授說。如今許多實(shí)驗(yàn)室希望通過誘導(dǎo)干細(xì)胞分化來治療人類疾病。舉例來說，干細(xì)胞生成的胰島β細(xì)胞可以治療糖尿病，干細(xì)胞生成的多巴胺神經(jīng)元有望治療帕金森癥。Nagy等人的發(fā)現(xiàn)將在這些方面產(chǎn)生重要的影響。

OCT4是一種調(diào)控基因活性的轉(zhuǎn)錄因子，它在DNA上招募啟動或抑制基因表達(dá)的因子，由此維持干細(xì)胞的分化能力。研究人員發(fā)現(xiàn)，OCT4還能幫助響應(yīng)外界信號（比如維甲酸受體RAR和beta-catenin）的轉(zhuǎn)錄因子啟動相應(yīng)基因。這種蛋白將外界信號與干細(xì)胞分化關(guān)聯(lián)起來，讓特定基因?yàn)榉只绦蜃龊脺?zhǔn)備。

去年，日本RIKEN牽頭的國際合作項目FANTOM在Science雜志上發(fā)表了一項具有里程碑意義的成果。研究人員對不同細(xì)胞類型的RNA表達(dá)進(jìn)行了廣泛的分析。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)細(xì)胞經(jīng)歷表型改變（比如細(xì)胞分化）時，最開始活化的是增強(qiáng)子區(qū)域。是增強(qiáng)子活化觸發(fā)了一系列后續(xù)事件，最終顯著改變細(xì)胞的表型。

2014年，哈佛大學(xué)的干細(xì)胞研究者提出了決定干細(xì)胞分化命運(yùn)的新理論。研究人員在斑馬魚胚胎研究中發(fā)現(xiàn)，干細(xì)胞形成內(nèi)臟的區(qū)域存在前列腺素E2的濃度梯度。前列腺素E2的濃度能夠決定干細(xì)胞是成為肝細(xì)胞還是胰腺細(xì)胞。

Cell Stem Cell雜志此前發(fā)表的一項研究向人們展示了小鼠和人類胚胎干細(xì)胞的m6A甲基化組，揭示了m6A的進(jìn)化保守性及其在胚胎干細(xì)胞中的功能。m6A是真核生物mRNA上最常見的一種轉(zhuǎn)錄后修飾，這種可逆的RNA甲基化修飾與人類疾病有關(guān)。這項研究指出，m6A代表著轉(zhuǎn)錄組的靈活性，干細(xì)胞需要這種靈活性才能向不同細(xì)胞類型分化。