細胞外基質決定干細胞的分化

研究人員們，早期胚胎細胞和胚胎干細胞定向分化為成熟細胞（例如胰腺細胞和肝細胞）的新機制。研究人員的這項新研究，解析了干細胞支持自身分化的信號通路，向人們展示了細胞外基質的重要作用。這一成果可以幫助人們更好地利用干細胞治療疾病，例如糖尿病和肝臟疾病等。

“我們明確了細胞外環境對細胞發育的具體影響，這樣的信息非常寶貴，”研究人員說，“在此基礎上，人們可以在實驗室中，為干細胞和前體細胞創造*發育條件，幫助它們分化成為特定的成熟細胞。”細胞在發育的同時，組織形成了特定的細胞外環境，就像一個小都市。在這樣的小都市中，存在許多重要的道路，即信號通路。這些信號通路可以引導胚胎細胞，向早期的胰腺細胞和肝臟細胞發展。

理解上述信號通路的調控機制，一直是發育生物學中的一個核心問題。研究團隊對小鼠胚胎干細胞的分化進行了深入研究。PI3K/Akt1信號通路的活性是內胚層特化*的。研究顯示，這一信號通路會改變細胞外基質ECM的成分，從而決定細胞的分化。研究人員發現，接受到PI3K/Akt1信號的細胞外基質，含有低水平的纖連蛋白Fn1。他們通過體外和體內實驗發現，這種蛋白是細胞分化成為特定細胞類型的關鍵。研究顯示，即使在缺乏PI3K信號的情況下，只要細胞外基質成分正確，就足以決定內胚層前體細胞的命運，促進細胞發育成為成熟細胞。

研究人員總結道，局部的PI3K活性影響了細胞外基質的組成，細胞外基質在此基礎上決定細胞的分化路徑。

“我們的工作為人們提供了細胞發育的重要信息。目前，人們已經在嘗試誘導胚胎干細胞分化成為胰腺和肝臟細胞。但我們的研究指出，現有的方案可能并不那么有效。因為這些方案大多忽視了細胞外基質的重要性，”研究人員說。