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可以通過循序漸進(jìn)地模仿關(guān)鍵的發(fā)育事件，被有效地誘導(dǎo)成不同類型的細(xì)胞,，從而有巨大的潛力用于研究發(fā)育生物學(xué),、疾病模型和細(xì)胞替代療法,。盡管在過去的十年中,，研究人員已經(jīng)付出了很大的努力,，但是還沒有在體外獲得*成熟的細(xì)胞類型,，這大大阻礙了這些hPSC衍生細(xì)胞的進(jìn)一步應(yīng)用,。為了在體外能夠從hPSCs獲得成熟的細(xì)胞類型,，有兩個(gè)主要的問題仍然需要解決,。

先，因?yàn)槟壳坝糜?/span>hPSC分化的好程序,，通常是以一種循序漸進(jìn)的方式進(jìn)行的,，所以，每一個(gè)階段（尤其是早期階段）誘導(dǎo)過程中的偏差,，都將會(huì)積累并可能被逐步顯著放大,。以前對(duì)于hPSCs定向分化為胰腺β細(xì)胞的研究表明，胰島素（INS）生產(chǎn)細(xì)胞在后期的產(chǎn)量,，對(duì)于初兩個(gè)階段的TGF-β信號(hào)的強(qiáng)度和時(shí)間都很敏感,。此外，每一步產(chǎn)生的細(xì)胞實(shí)際上是異質(zhì)的,。意外的細(xì)胞-細(xì)胞間相互作用和多余細(xì)胞所分泌的因子,，將會(huì)掩蓋所需的信號(hào)，并誤導(dǎo)分化過程,。因此,，為了優(yōu)化誘導(dǎo)條件，并由此為整個(gè)逐步分化過程的控制做好準(zhǔn)備,，制定某種策略讓我們可以監(jiān)測(cè)整個(gè)分化過程的動(dòng)力學(xué)和純化理想的細(xì)胞群,，將具有很大的幫助。

第二,，當(dāng)前hPSC分化程序的建立,，在很大程度上依賴于發(fā)育學(xué)知識(shí)，主要從非人類實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停ㄌ貏e是小鼠）推論得出,。在胰腺的情況中,，兩個(gè)物種對(duì)于胰腺發(fā)育過程中關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子（如GATA6）的需求有所不同,，表明發(fā)育機(jī)制可能存在較大差異。此外,，即使在小鼠模型中,，胰腺β細(xì)胞的發(fā)育過程還存在一些知識(shí)差距，導(dǎo)致缺乏定向分化的足夠發(fā)育線索,。因此,，很有必要開發(fā)適當(dāng)?shù)墓ぞ撸岓w外衍生的細(xì)胞群在每個(gè)階段進(jìn)行分離,，以進(jìn)行仔細(xì)評(píng)估,，從而揭示發(fā)育的不太為人了解的方面,。

總的來說,，為了解決上述問題，如果有一種系統(tǒng)策略可監(jiān)測(cè),、純化和分析每一階段的hPSC衍生中間細(xì)胞,，將是非常可取的,。此前有研究表明,，遺傳標(biāo)記，尤其是譜系特異性轉(zhuǎn)錄因子,，可以用于hPSCs發(fā)育和分化的研究,。然而，一定程度上因?yàn)閭鹘y(tǒng)基因打靶技術(shù)的效率較低,，這類研究主要集中在分化過程,，不能為整個(gè)連續(xù)過程的研究提供一種系統(tǒng)的解決方案。近年來,，基因打靶策略所取得的突破,，使我們能夠地進(jìn)行某些細(xì)胞譜系的系統(tǒng)基因標(biāo)記。

在這項(xiàng)研究中,，研究人員借助于轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶（TALEN）,，系統(tǒng)地標(biāo)記了胰腺發(fā)育過程中的次序基因，覆蓋了來自hESCs的胰腺β細(xì)胞的主要發(fā)育階段,。因而產(chǎn)生了一大組報(bào)告細(xì)胞系（reporter cell lines）,；其中幾個(gè)細(xì)胞是在NGN3-eGFP細(xì)胞系基礎(chǔ)上建立的雙報(bào)告細(xì)胞系。利用這種*的平臺(tái),，研究人員成功地實(shí)時(shí)可視化整個(gè)分化過程的動(dòng)力學(xué),，使我們能夠識(shí)別并因此分離每個(gè)分化階段的中間細(xì)胞群，用于進(jìn)一步分析,。

研究人員使用雙報(bào)告hESC細(xì)胞系,，捕獲了細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)變的過程,，揭開了多個(gè)細(xì)胞亞群的基因表達(dá)譜。研究通過RNA測(cè)序,，進(jìn)一步分析了hPSC衍生的NGN3-eGFP+細(xì)胞,，并將sushi domain-containing 2（SUSD2）確定為一種新型的表面蛋白，在hESC衍生的胰細(xì)胞和發(fā)育的人胰腺中,，胰腺內(nèi)分泌祖細(xì)胞和早期內(nèi)分泌細(xì)胞都富含這種蛋白,。這個(gè)平臺(tái)和這些新的研究結(jié)果，將為體外從hESCs獲得成熟的β細(xì)胞,，鋪平道路,。