復旦大學基礎醫學院孟丹教授研究組與復旦大學附屬中山醫院副主任醫師張書寧臨床組合作，發現人胚胎幹細胞自我更新和分化新機制，首次揭示了體內一種關鍵的轉錄因子（蛋白質）「Bach1」在調控人胚胎幹細胞自我更新和分化中的重要作用，研究結果對理解幹細胞維持自身特性、胚胎發育早期的形成具有重要啟示，可能為開發幹細胞治療人類疾病的新療法提供新思路。相關研究成果近日在線發表於《科學進展》。
幹細胞具有自我更新和多能性，在一定條件下可以分化為體內任何種類的細胞。因此，幹細胞在器官再生和細胞替代治療中具有廣闊的應用前景。儘管近年來科學家在幹細胞分化領域研究取得了一定的成果，但轉錄因子如何調控胚胎早期中胚層和中胚層衍生物（包括心血管系統等）的機制一直沒搞清楚，妨礙了將其分化的細胞安全有效地應用於臨床。因此，研究幹細胞如何維持多能性，如何向中胚層分化是亟需解決的科學問題，對人類疾病的再生醫學治療具有重大意義。
為解決這一難題，研究人員在前期研究、篩選中發現了一個新的可調控血管新生的關鍵轉錄因子Bach1，並證實了Bach1在抑制缺血性心血管疾病血管新生方面的新作用和新機制。Bach1基因全身缺失可引起小鼠亞致死，但在人胚胎幹細胞中Bach1蛋白的表達和功能不清楚。於是，研究團隊開展了Bach1在幹細胞功能和分化中的一系列研究。研究發現Bach1可促進人成體細胞的重新編程和人表皮細胞的「返老還童」，演變成誘導性多能幹細胞。Bach1在維持人胚胎幹細胞自我更新中發揮著重要的作用，Bach1蛋白可與多能性因子等相互作用，並通過招募來維持多能性因子的蛋白質穩定性。Bach1在由人胚胎幹細胞衍生的中胚層和內胚層的形成過程中扮演著非常重要的角色。在人胚胎幹細胞中如敲除Bach1基因，可促進幹細胞向中胚層和內胚層分化，促進心血管前體細胞的分化。
同時，研究人員還首次證實了Bach1蛋白在組蛋白甲基化修飾方面發揮著獨特的作用，此外，Bach1還抑制了體內某些信號通路和人胚胎幹細胞向中胚層和內胚層的分化。
專家表示，這項研究表明Bach1是幹細胞維持自我更新和決定譜系分化中的關鍵調控因子，Bach1在中胚層和心血管早期分化過程中起重要作用，Bach1有可能成為幹細胞治療心血管疾病的新靶標，該研究結果對再生醫學領域的相關研究具有重要的科學意義。（來源：科學網 孫國根 黃辛）
相關論文信息：DOI: 10.1126/sciadv.aau7887