高等动物胚胎发育过程中，上胚层（epiblast）细胞在原肠运动时期开始形成外胚层与中内胚层，标志着高等动物组织发育的正式开始。上胚层到三胚层的命运决定对生物的正常发育至关重要，因此受到严格调控，如胞外信号分子、胞内特异性转录因子、表观遗传修饰、细胞代谢等。众多因素分工合作，协同调节细胞原肠运动时期的细胞命运决定。尽管人们利用模式动物（如爪蟾、斑马鱼及小鼠等）发现了多个调控中内胚层分化的重要因子，但是原肠运动时期精确而复杂的调控网络仍未完全明确，而且，鉴于人类与模式动物之间的种属差异，我们从模式动物中获得的知识是否可以直接应用于人类仍未可知。因此，研究人类发育早期中内胚层命运决定机制有其重要意义。
该研究采用hESCs向中内胚层体外分化模型，发现hESCs向中内胚层体外分化过程中通用转录因子TRF3基因在分化过程中表达显著上调，而其同家族的其他两个基因（TBP和TBPL1）表达没有显著变化，提示TRF3可能在这一过程中起重要的调节作用。利用CIRSPR/Cas9技术构建TRF3缺失的hESCs，发现TRF3缺失的hESCs向中内胚层分化受到显著抑制，然而外胚层分化不受影响。进一步研究发现回补TRF3可解除TRF3缺失导致的中内胚层分化抑制。以上结果证明TRF3可特异性促进hESCs向中内胚层分化。机制分析发现，TRF3与DNA的结合模式在hESCs向中内胚层分化中发生改变，在中内胚层分化启动时期TRF3与中内胚层相关基因的启动子区域结合能力较未分化的hESCs显著增强，促进中内胚层基因的表达，进而推动hESCs向中内胚层转化。该研究发现揭示了通用转录因子TRF3可以特异性调控特定胚层的命运决定过程，对理解人类中内胚层发育调控机制有重要意义。
杨黄恬研究员为该研究论文通讯作者，梁贺博士、张鹏博士和白花俊博士为共同第一作者。该项研究得到了国家自然科学基金委项目、中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划专项等的资助。（科技处）
原文链接：https://stemcellres.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13287-020-01711-w
图示：通用转录因子TRF3可以特异性调节hESCs向中内胚层分化。ME: mesendoderm。
