Nature子刊:科学家揭示了调节人滋养层细胞的干性和分化的新机制

Trophectoderm(TE)是受精卵最早分化的细胞系。TE在胚泡的外表面含有大量的滋养层干细胞。植入后，TS细胞增殖并分化为不同的滋养细胞亚型，形成胎盘。人类胎盘是由浸泡在母体血液中的绒毛组织和附着在子宫上的胎盘组成的。

胎盘绒毛上皮室含有TS细胞样单核细胞滋养细胞(CTB)，可分化为多核合体滋养细胞(STB)层或高运动性绒毛外滋养细胞(EVTS)。STB层调节胎儿和母亲之间的营养、气体和废物的交换，并产生重要的激素和生长因子。

EGF、CHIR99021、A83-01、SB431542、VPA和Y27632(EGF/CASVY)的组合促进了从人胚泡和早期(但不是晚期)细胞滋养层细胞分化为滋养层干细胞。这种化学诱导TS细胞的机制仍然不清楚。

图片来源: https://doi.org/10.1038/s41467-022-29312-6

近日，中国台湾中研院生物化学研究所的研究者们在Nature Communications杂志上发表了题为“Functional antagonism between ΔNp63α and GCM1 regulates human trophoblast stemness and differentiation”的文章，该研究描述了滋养细胞干化和分化的分子基础，以及一种从足月胎盘建立TS细胞的有效方法。

在这里，研究者证明了细胞滋养细胞的诱导效率是由胎盘转录因子GCM1和干性调节因子ΔNp63α的功能拮抗决定的。ΔNp63α抑制ΔNp63α的转录活性，而GCM1则抑制GCM1的自我调节和寡聚。

表皮生长因子/血管内皮细胞生长因子组合可激活ΔNp63GCM1α，从而部分抑制GCM1活性，并使成熟期细胞滋养层细胞转化为干细胞。在低氧条件下，可进一步降低GCM1活性，成功诱导足月细胞滋养层细胞分化为TS细胞。

因此，研究者确定线粒体肌酸激酶1(CKMT1)是合体滋养层细胞分化的关键GCM1靶点，并揭示了CKMT1在先兆子痫中的表达降低。

TS^Term细胞及其衍生的STB和EVT的基因表达谱

图片来源: https://doi.org/10.1038/s41467-022-29312-6

该研究表明，TS^Term细胞可以很容易地从每个人的胎盘中建立起来，并作为丰富的干细胞来源进行终身储存，这可能为自体细胞治疗提供巨大的潜力。最后，值得一提的是，在本研究中，绒毛膜癌和非滋养细胞系被用来表征ΔNp63α和GCM1的拮抗作用。未来的研究应尽量利用原代滋养层细胞和TS细胞系，以加强本研究的结论。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Liang-Jie Wang et al. Functional antagonism between ΔNp63α and GCM1 regulates human trophoblast stemness and differentiation. Nat Commun. 2022 Mar 25;13(1):1626. doi: 10.1038/s41467-022-29312-6.