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中胚胎控制干細胞多能性的基因

    根據(jù)Labosky，F(xiàn)oxd3是哺乳動物干細胞的一個關鍵調(diào)控基因，在人類基因組中也存在對應的版本。Foxd3基因表達是人類胚胎干細胞的一個診斷特征，這表明這個基因在小鼠和人類細胞中可能是以相似的方式執(zhí)行功能的。

    “如果我們打算利用干細胞作為臨床治療的手段，那么識別出控制干細胞分化過程的關鍵調(diào)控基因如Foxd3等是至為重要的。”Labosky認為。“一旦我們了解這這些基因是如何執(zhí)行功能的，我們距離塑造干細胞為滿足我們需要的形式就為時不遠了。”Foxd3缺失的胚胎不會存活很長時間。雖然存在部分卵黃囊（胚外膜的一種,供應早期胚胎發(fā)育時需要的養(yǎng)分）的形式，然而含有所有組成發(fā)育胚胎的機體的細胞的內(nèi)部細胞團無法擴大到足以產(chǎn)生胚胎和一些支持組織的程度。

    沒有Foxd3，小鼠胚胎就無法維持足夠的干細胞幸免于發(fā)育過程中的一個關鍵點。 “我們的發(fā)現(xiàn)暗示，F(xiàn)oxd3 是少數(shù)幾個作為發(fā)育胚胎的‘總開關’的基因之一。”Labosky說。“這些基因通過打開或關閉其它基因作為對胚胎中信號的應答從而決定了干細胞的命運。” Foxd3可以加入到早先識別出的胚胎發(fā)生的早期階段大家族中，這個家族已包括Oct4、Fgf4和Sox2等成員。這表明Foxd3的功能區(qū)或是在Oct4、Fgf4 和Sox2基因的下游，或是沿一條與它們平行的通路。 研究人員查明，通過補充進非突變的胚胎干細胞到Foxd3突變的胚胎中，可以恢復胚胎的正常發(fā)育，這說明Foxd3是在內(nèi)部細胞團以及衍生細胞中活動的。

    “干細胞是一類*的組織類型，具有巨大的疾病治療潛力，但如果我們打算利用干細胞，我們就應該了解它們分化能力背后的基礎。”賓夕法尼亞大學細胞與發(fā)育生物學系的助教Patricia Labosky博士說道。“在干細胞的所有調(diào)控基因中，似乎是Foxd3基因的表達起著防止干細胞迅速分化也就是發(fā)育成不同組織類型的作用，控制干細胞的分化才能使胚胎維持有足夠的干細胞保證繼續(xù)的正常發(fā)育。”

    為研究Foxd3基因的功能，Labosky 和她的同事培養(yǎng)出Foxd3基因突變失活的小鼠品系，然后對這些小鼠進行基因分析以確定Foxd3蛋白的作用。在試圖了解干細胞的本質(zhì)特征的過程中，賓夕法尼亞大學醫(yī)學院的研究人員識別出一個對于維持干細胞自我更新的能力至為關鍵的調(diào)控基因。