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ヒト胚性幹細胞（HESC）を使用して、胚発生の根底にある細胞および分子メカニズムをモデル化できます。エクストラエンブリック（EXE）の分化に関与する細胞メカニズムと経路を理解することは、母体の健康と肥沃度におけるこのプロセスの重要な役割のために非常に興味深いものです。線維芽細胞成長因子2（FGF-2）は、HESCおよび誘導多能性幹細胞の自己再生を維持するために広く使用されていますが、すべてのトランスレチノイン酸（RA）は、HESCの指示された分化を促進するために使用されます。ここでは、グローバルな転写プロファイリングを介して7日間にわたってFGF-2の有無にかかわらず、HESCのEXE系統へのRA誘導分化を監視しました。幹マーカーPOU5F1、NANOG、およびTDGF1は著しくダウンレギュレートされましたが、EXEマーカーKRT7、CGA、DDAH2、IGFBP3のアップレギュレーションが観察されました。差次的に発現した遺伝子の多くは、WNTおよびTGF-βシグナル伝達に関与していました。raは、多能性状態の維持を促進する外因性FGF-2の存在下でも不活性化されたシグナル伝達です。また、BMP4がアップレギュレートされ、RAがTGF-βシグナル伝達経路を変調し、HESCをEXE系統に向けることができることを示しています。さらに、エピジェネティックな研究では、DDAH2、TDGF1、およびGATA3遺伝子プロモーターの高メチル化が明らかになり、EXE分化中のエピジェネティックな調節の役割が示唆されました。これらのデータは、RAの効果が外因性FGF-2の存在下で優先し、その結果、Exe系統に向かってHESCの方向をもたらすことを明らかにしています。
ヒト胚性幹細胞（HESC）を使用して、胚発生の根底にある細胞および分子メカニズムをモデル化できます。エクストラエンブリック（EXE）の分化に関与する細胞メカニズムと経路を理解することは、母体の健康と肥沃度におけるこのプロセスの重要な役割のために非常に興味深いものです。線維芽細胞成長因子2（FGF-2）は、HESCおよび誘導多能性幹細胞の自己再生を維持するために広く使用されていますが、すべてのトランスレチノイン酸（RA）は、HESCの指示された分化を促進するために使用されます。ここでは、グローバルな転写プロファイリングを介して7日間にわたってFGF-2の有無にかかわらず、HESCのEXE系統へのRA誘導分化を監視しました。幹マーカーPOU5F1、NANOG、およびTDGF1は著しくダウンレギュレートされましたが、EXEマーカーKRT7、CGA、DDAH2、IGFBP3のアップレギュレーションが観察されました。差次的に発現した遺伝子の多くは、WNTおよびTGF-βシグナル伝達に関与していました。raは、多能性状態の維持を促進する外因性FGF-2の存在下でも不活性化されたシグナル伝達です。また、BMP4がアップレギュレートされ、RAがTGF-βシグナル伝達経路を変調し、HESCをEXE系統に向けることができることを示しています。さらに、エピジェネティックな研究では、DDAH2、TDGF1、およびGATA3遺伝子プロモーターの高メチル化が明らかになり、EXE分化中のエピジェネティックな調節の役割が示唆されました。これらのデータは、RAの効果が外因性FGF-2の存在下で優先し、その結果、Exe系統に向かってHESCの方向をもたらすことを明らかにしています。
Human embryonic stem cells (hESCs) can be used to model the cellular and molecular mechanisms that underlie embryonic development. Understanding the cellular mechanisms and pathways involved in extraembryonic (ExE) differentiation is of great interest because of the important role of this process in maternal health and fertility. Fibroblast growth factor 2 (FGF-2) is widely used to maintain the self-renewal of hESCs and induced pluripotent stem cells, while all trans retinoic acid (RA) is used to facilitate the directed differentiation of hESCs. Here, we monitored the RA induced differentiation of hESCs to the ExE lineage with and without FGF-2 over a 7-day period via global transcriptional profiling. The stemness markers POU5F1, NANOG and TDGF1 were markedly downregulated, whereas an upregulation of the ExE markers KRT7, CGA, DDAH2 and IGFBP3 was observed. Many of the differentially expressed genes were involved in WNT and TGF-β signaling. RA inactivated WNT signaling even in the presence of exogenous FGF-2, which that promotes the maintenance of the pluripotent state. We also show that BMP4 was upregulated and that RA was able to modulate the TGF-β signaling pathway and direct hESCs toward the ExE lineage. In addition, an epigenetic study revealed hypermethylation of the DDAH2, TDGF1 and GATA3 gene promoters, suggesting a role for epigenetic regulation during ExE differentiation. These data reveals that the effect of RA prevails in the presence of exogenous FGF-2 thus resulting in the direction of hESCs toward the ExE lineage.
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