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LIF supports primitive endoderm expansion during pre-implantation development

外胚层 生物 同源盒蛋白纳米 内胚层 内细胞团 细胞生物学 胚泡 胚状体 胚胎干细胞 胚胎 诱导多能干细胞 白血病抑制因子 人口 纳米同源盒蛋白 胚胎发生 遗传学 原肠化 基因 人口学 社会学
作者
Sophie M. Morgani,Joshua M. Brickman
出处
期刊:Development [The Company of Biologists]
被引量:69
标识
DOI:10.1242/dev.125021
摘要

Embryonic stem cells (ESCs) are pluripotent cell lines that can be maintained indefinitely in an early developmental state. ESC culture conditions almost all require the cytokine LIF to maintain self-renewal. As ESCs are not homogeneous, but contain multiple populations reminiscent of the blastocyst, identifying the target cells of LIF is necessary to understand the propagation of pluripotency. We recently found that LIF acts under self-renewing conditions to stimulate the fraction of ESCs that express extraembryonic markers, but has little impact on pluripotent gene expression. Here we report that LIF has two distinct roles. It blocks early epiblast differentiation and supports the expansion of primitive endoderm (PrE) primed ESCs and PrE in vivo. We find that activation of JAK/STAT signalling downstream of LIF occurs initially throughout the pre-implantation embryo, but later marks the PrE. Moreover, the addition of LIF to cultured embryos increases the GATA6+ PrE population while inhibition of JAK/STAT reduces both NANOG+ epiblast (Epi) and GATA6+ PrE. The reduction of the NANOG+ Epi may be explained by its precocious differentiation to later Epi derivatives, while the increase in PrE is mediated both by an increase in proliferation and inhibition of PrE apoptosis that is normally triggered in embryos with an excess of GATA6+ cells. Thus, it appears that the relative size of the PrE is determined by the number of LIF-producing cells in the embryo. This suggests a mechanism by which the embryo adjusts the relative ratio of the primary lineages in response to experimental manipulation.

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