Aktivin/Nodal-Signalgebung erhält die Pluripotenz durch Kontrolle der Nanog-Expression

Der pluripotente Status embryonaler Stammzellen (ESCs) verleiht ihnen die Fähigkeit, sich in die drei primären Keimschichten, Ektoderm, Mesoderm und Endoderm, zu differenzieren, aus denen alle Zellen des erwachsenen Körpers abgeleitet werden. Ein Verständnis der Mechanismen, die die Pluripotenz steuern, ist daher entscheidend, um die Differenzierung menschlicher pluripotenter Zellen in für klinische Anwendungen nützliche Zelltypen voranzutreiben. Der Aktivin/Nodal-Signalweg ist notwendig, um die Pluripotenz in menschlichen ESCs und in Mausestrahlungsstammzellen (EpiSCs) aufrechtzuerhalten, aber die molekularen Mechanismen, durch die er diesen Effekt erzielt, bleiben unklar. Hier zeigen wir, dass die Aktivin/Nodal-Signalgebung die Expression des Schlüsselfaktors für Pluripotenz, Nanog, in menschlichen ESCs und in Mäuse-EpiSCs kontrolliert. Nanog wiederum verhindert die durch FGF-Signalgebung induzierte Neuroektoderm-Differenzierung und begrenzt die transkriptionelle Aktivität der Smad2/3-Kaskade, indem sie den Fortschritt entlang der Endoderm-Linie blockiert. Diese negative Rückkopplungsschleife imposiert eine Stasis in der Differenzierung von Neuroektoderm und Mesendoderm und erhält somit den pluripotenten Status menschlicher ESCs und mausel EpiSCs.