我们的身体由200多种不同类型细胞组成。如人从事不同职业一样,细胞们也有着自己不同的职责。比如,心肌细胞负责心脏的收缩和泵血功能,神经细胞负责神经信号的传递,胰岛细胞负责分泌胰岛素等。
其实,从1个受精卵分裂成200多种不同类型的细胞,细胞们也经历过一个“择业”过程,这个过程有一个专有名词,叫做“细胞命运分化”。
图1 干细胞的自我更新、特化及分化
我们先来了解胚胎发育的几个过程。我们知道,胚胎发育是从受精卵开始的。受精卵是1个细胞,其细胞分裂称为“卵裂”。受精卵第一次卵裂后,就会变成2-细胞,第二次卵裂变成4-细胞……当8-细胞卵裂变成16-32个细胞的时候,就变成了桑葚一样的“胚胎”。随着细胞的继续分裂,胚胎开始着床,一个新新的小生命就逐渐成长起来。
那么,在这个过程中,细胞们是在什么时候可以选择他们的“职业”呢?他们又是怎么去“选择”呢?
研究越深入,被发现细胞的“择业”的时间越往前推近
人们对哺乳动物胚胎发育第一次细胞命运决定,也就是细胞“择业”过程的认知,以小鼠为例,主要经历了三个阶段。
第一阶段, 1967年提出“内外模型”,认为在囊胚腔出现后,胚胎细胞有了明确的内外分布,导致第一次命运决定。
第二阶段,1981年提出“极化模型”,认为8-细胞期的致密化使胚胎外表面形成了致密的细胞膜,随着细胞分裂的进行,致密化细胞膜会在子细胞中出现不同程度的继承,导致第一次细胞命运分化。
第三阶段, 2007年以来,越来越多的证据表明,早在4-细胞期不同卵裂球之间就已经出现分子层面的差异,例如组蛋白修饰水平差异,即第一次细胞命运决定发生在4-细胞时期(图2)。其中最早发现的一个分子叫CARM1,是一种能够催化组蛋白H3第26位精氨酸发生甲基化修饰(H3R26me)的酶。
图2 对小鼠胚胎发育第一次细胞命运决定的认知发展
谁在影响细胞“择业”?基因
基因控制着细胞的一切行动,当然也就包括了“择业”这个过程。一个细胞中有上万个基因,加起来叫基因组,基因组内的每个基因都有其独特的功能,开启不同的基因,就会赋予细胞不同的功能。
“择业”过程就是细胞选择开启哪一些基因的过程。如果细胞最终选择开启与心脏功能相关的基因,那么这个细胞最终会变成心脏细胞。
哺乳动物细胞的基因被组蛋白包裹着,所以组蛋白能够控制基因的打开或者关闭。H3R26me修饰可以打开基因,而CARM1就是通过建立H3R26me修饰来开启某些“择业”基因,从而影响细胞的“择业”过程。在哺乳动物胚胎发育早期,重要的“择业”基因有Nanog等。
新研究:细胞的 “择业”时间在2-细胞期
随着高通量测序的发展,科学家们普遍认为,小鼠2-细胞期两个卵裂球之间已经产生了差异。
中国科学院动物研究所周琪实验室和李伟实验室一直从事重编程及早期胚胎发育的研究,对重编程的机制、细胞全能性的本质以及第一次细胞命运分化的机理充满着好奇。
他们在一项最新研究中发现,一种名为“LincGET”、在小鼠2-细胞发育所必需的长非编码RNA,在小鼠2-和4-细胞期各个卵裂球之间是不均等分布的。
图3 LincGET在小鼠2-和4-细胞期各个卵裂球之间不均等分布
随后,他们通过显微注射的方法,对“LincGET”这个家伙开展进一步的研究。
结果表明,过表达LincGET能使子细胞倾向进入胚胎内部,即选择内细胞团命运。另外,在过表达LincGET的同时干扰CARM1,子细胞不再倾向内细胞团命运,表明LincGET调控内细胞团命运倾向依赖CARM1 (图4)。
图4 过表达LincGET能使卵裂球倾向内细胞团命运
科研人员进一步发现,拥有更多LincGET的细胞会在基因组内建立更多的H3R26me修饰,打开更多的基因,尤其是一些与内细胞团命运相关的“择业”基因,比如转座序列和Nanog,从而促进内细胞团命运倾向(图5)。
图5 LincGET调控命运倾向的机制模型
该研究表明,小鼠早期胚胎发育的第一次细胞决定命运在2-细胞期,而其中的关键分子,就是这个内源逆转录病毒相关的长非编码RNA——“LincGET”。
早期胚胎是最高全能性的代表,对细胞“择业”过程的探索,将会让人们对早期胚胎有更深入的认识,也为更高多能性甚至全能性干细胞的建立提供新的理论参考,驱动干细胞相关技术的发展,推动干细胞治疗走向临床。
来源:中科院之声
来源:中科院之声
为你推荐
资讯 礼来65亿美元建设休斯顿药品制造设施
美东时间9月21日,礼来宣布已开始建设耗资65亿美元的休斯顿制造设施,该设施将生产Foundayo及其他小分子药物和先进疗法的API。
2026-09-22 17:29
资讯 百利天恒:触发第二笔2.5亿美元里程碑付款
2023年12月,百利天恒就iza-bren的开发与商业化权益与BMS达成全球战略合作,潜在总金额最高 84 亿美元。按照协议,BMS支付8亿美元不可退还、不可抵扣的首付款,外加两笔各2 5...
2026-09-22 16:10
资讯 全国2000多家超市上线“蚂蚁阿福健康专区”
9月22日,医谷网获悉,全国已有2000多家超市门店陆续推出“蚂蚁阿福健康专区”,包括盒马、物美、Olé、银座、新天地、中商超市、重庆百货、大张、红府等多家连锁与区域零售品牌。
2026-09-22 15:00
资讯 诺和诺德裁员1.3万人
9月21日,在伦敦资本市场日,诺和诺德公布重磅调整:本轮企业重组累计裁员1 3万人,超过此前9000-1000人的预期,也是公司近年力度最大的一次组织瘦身,裁员人数约占原有总人数的15%。
2026-09-22 14:55
资讯 又有两家核药公司合并
9月21日,Telix Pharmaceuticals 宣布签署战略协议,收购德国同位素技术企业 ITM Isotope Technologies Munich SE 100%股权。
2026-09-22 11:44
资讯 艾力斯伏美替尼新适应症上市申请获受理
公司递交的甲磺酸伏美替尼片用于具有表皮生长因子受体(EGFR)外显子19缺失或外显子21(L858R)置换突变的非小细胞肺癌(NSCLC)成人患者肿瘤切除术后的辅助治疗新适应症上市申请获得受理。
2026-09-22 10:50
资讯 【直播】周二上午10点:2026医保数据发布系列公开课—医保数据赋能医疗机构发展(福州)
国家医保局:2026医保数据发布系列公开课—医保数据赋能医疗机构发展(福州)。
2026-09-21 17:47
资讯 上海首个医疗机构自行研制使用体外诊断试剂获批上市
近日,由国家儿童医学中心、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心自主研发的第二类体外诊断试剂——四项抗癫痫药物浓度测定试剂盒(液相色谱串联质谱法)正式获批上市。
2026-09-21 15:57
资讯 翰森制药银屑病临床试验III期成功
9月21日,翰森制药发布公告,公司自研酪氨酸激酶2(TYK2)选择性变构抑制剂HS-10374,在用于成人中重度斑块状银屑病的关键性III期临床研究中达到共同主要终点。
2026-09-21 13:47
资讯 央视曝光回流药,司美格鲁肽为涉案金额最大品种
9月19日,央视《新闻调查》节目《阻断回流药》,报道了由广州医保部门联合公安机关侦破的收药倒药案件。警方当场扣押涉案药品8000余盒,其中涉案金额最大的品种,就是近年来被无...
2026-09-21 13:23
资讯 国家药监局 海关总署在北京口岸开展进口药品通关电子化试点
经研究决定,自公告发布之日起,在北京口岸开展进口药品(含药材)通关电子化试点工作。进口药品(含药材)通关电子文书与纸质文书具有同等法律效力。试点期间,原有纸质文书继...
2026-09-21 11:33
资讯 手术机器人公司思博慧医宣布完成近亿元Pre-A+轮融资
近日,思博慧医宣布完成近亿元Pre-A+轮融资。本轮由诺庾资本领投,浦东创投、片仔癀盈科基金、同杨基金、太湖空天动力启明星跟投。所获资金将主要用于全自动磁控介入手术机器人...
2026-09-20 15:35
资讯 国家卫健委、国家中医药管理局联合发布《关于进一步加强罕见病防治工作的通知》
到2026年底前,各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团均应当至少依托1家省属及以上医院开设罕见病门诊,辖区内300万人口以上的地市均应当至少依托1家医院开设罕见病门诊,安排...
2026-09-20 13:47













