據(jù)了解，干細胞具有自我更新和多能性，在一定條件下可以分化為體內(nèi)任何種類的細胞。因此，干細胞在器官再生和細胞替代治療中具有廣闊的應用前景。盡管近些年來科學家們在理解并指導干細胞分化領域的研究上取得了一定的成績，但調(diào)控胚胎早期中胚層和中胚層衍生物（包括心血管系統(tǒng)等）的分子機制還有很多問題尚不清楚，妨礙了將其分化的細胞安全有效地應用于臨床。因此，研究干細胞如何維持多能性，如何向中胚層分化是亟需解決的科學問題，對人類疾病的再生醫(yī)學治療具有重大的意義。

　　研究團隊前期在《循環(huán)研究》（Circulation Research）上發(fā)表的研究中，篩選發(fā)現(xiàn)了一個新的調(diào)控血管新生的上游關鍵轉(zhuǎn)錄因子Bach1，證實了Bach1抑制缺血性心血管疾病血管新生的新作用和新機制。Bach1基因全身缺失可引起小鼠亞致死，但在人胚胎干細胞中Bach1蛋白的表達和功能不清楚；隨后研究人員開展了Bach1在干細胞功能和分化中的一系列研究。研究發(fā)現(xiàn)Bach1可促進人成體細胞的重編程，促進人表皮細胞“返老還童”，變成誘導性多能干細胞。Bach1在小鼠胚胎發(fā)育早期高表達，與多能性因子Oct4共同表達在胚胎的內(nèi)細胞團。Bach1在維持人胚胎干細胞自我更新中發(fā)揮著重要的作用，Bach1蛋白可以和多能性因子Nanog, Sox2和Oct4相互作用，并通過招募去泛素化酶USP7維持多能性因子的蛋白質(zhì)穩(wěn)定性。Bach1在由人胚胎干細胞衍生的中胚層和內(nèi)胚層的形成過程中扮演著非常重要的角色。在人胚胎干細胞中敲除Bach1基因可促進干細胞向中胚層和內(nèi)胚層分化，促進心血管前體細胞的分化。

　　研究人員還首次證實了Bach1蛋白在組蛋白甲基化修飾方面發(fā)揮著獨特的作用，是新的表觀遺傳調(diào)控因子。Bach1是多梳蛋白抑制性復合體2（PRC2復合體）的一個新成員，調(diào)控組蛋白賴氨酸三甲基化(H3K27me3)的修飾，抑制中胚層和內(nèi)胚層分化基因的轉(zhuǎn)錄。此外，Bach1還抑制Wnt/β-catenin 和Nodal/Smad2/3 信號通路，抑制人胚胎干細胞向中胚層和內(nèi)胚層的分化。這項研究表明Bach1是干細胞維持自我更新和決定譜系分化中的關鍵調(diào)控因子，Bach1在中胚層和心血管早期分化過程中起重要作用，Bach1有可能成為干細胞治療心血管疾病的新靶標，因此這項研究結(jié)果對于再生醫(yī)學領域的相關研究具有重要的科學意義。

Bach1維持人胚胎干細胞自我更新并抑制干細胞向中胚層和內(nèi)胚層分化的機制圖（央廣網(wǎng)發(fā) 圖：尹逸柔）