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

“我們明確了細(xì)胞外環(huán)境對(duì)細(xì)胞發(fā)育的具體影響，這樣的信息非常寶貴，”研究人員說(shuō)，“在此基礎(chǔ)上，人們可以在實(shí)驗(yàn)室中，為干細(xì)胞和前體細(xì)胞創(chuàng)造*發(fā)育條件，幫助它們分化成為特定的成熟細(xì)胞。”細(xì)胞在發(fā)育的同時(shí)，組織形成了特定的細(xì)胞外環(huán)境，就像一個(gè)小都市。在這樣的小都市中，存在許多重要的道路，即信號(hào)通路。這些信號(hào)通路可以引導(dǎo)胚胎細(xì)胞，向早期的胰腺細(xì)胞和肝臟細(xì)胞發(fā)展。

理解上述信號(hào)通路的調(diào)控機(jī)制，一直是發(fā)育生物學(xué)中的一個(gè)核心問(wèn)題。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)小鼠胚胎干細(xì)胞的分化進(jìn)行了深入研究。PI3K/Akt1信號(hào)通路的活性是內(nèi)胚層特化*的。研究顯示，這一信號(hào)通路會(huì)改變細(xì)胞外基質(zhì)ECM的成分，從而決定細(xì)胞的分化。研究人員發(fā)現(xiàn)，接受到PI3K/Akt1信號(hào)的細(xì)胞外基質(zhì)，含有低水平的纖連蛋白Fn1。他們通過(guò)體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種蛋白是細(xì)胞分化成為特定細(xì)胞類型的關(guān)鍵。研究顯示，即使在缺乏PI3K信號(hào)的情況下，只要細(xì)胞外基質(zhì)成分正確，就足以決定內(nèi)胚層前體細(xì)胞的命運(yùn)，促進(jìn)細(xì)胞發(fā)育成為成熟細(xì)胞。

研究人員總結(jié)道，局部的PI3K活性影響了細(xì)胞外基質(zhì)的組成，細(xì)胞外基質(zhì)在此基礎(chǔ)上決定細(xì)胞的分化路徑。

“我們的工作為人們提供了細(xì)胞發(fā)育的重要信息。目前，人們已經(jīng)在嘗試誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞分化成為胰腺和肝臟細(xì)胞。但我們的研究指出，現(xiàn)有的方案可能并不那么有效。因?yàn)檫@些方案大多忽視了細(xì)胞外基質(zhì)的重要性，”研究人員說(shuō)。