在最新一期的美国《国家科学院院刊》（PNAS）网络版上，美国加州大学洛杉矶分校布罗德干细胞研究中心的科学家们描述了一个标志人类胚胎干细胞分化最初阶段的细胞群，这些细胞由此将进入一个发育路径，并最终形成血液、心肌、血管和骨骼等。
此项发现或将帮助科学家们创建出可用于再生医学的更好、更安全的组织，也将允许科学家们更好地了解可成为身体内任何细胞的多能干细胞与那些失去了多能性、正在变成特定组织细胞的细胞之间的差异。
在早期发育阶段，人类胚胎干细胞遵循3个不同的发育路径来形成最初的生殖细胞层：中胚层，外胚层和内胚层。这3个胚层细胞接下来会变成各种人体组织。在这项研究中，加州大学洛杉矶分校病理学和实验室医学教授盖伊克鲁克斯博士和她的团队对随后将进入中胚层路径的人类胚胎干细胞进行了研究，此一路径最终将导致形成血液细胞、血管、心脏细胞、肌肉、软骨、骨骼和脂肪。
在将人类胚胎干细胞放入培养皿中三四天后，研究人员发现这些细胞的一小部分已失去了表征细胞多能状态的一个重要的表面标志特征，并获得了新的代表中胚层细胞的标记。由于这些标记陈列在细胞表面，利用特异性抗体就可从培养皿的其他细胞中分离出人类胚胎中胚层祖细胞（hEMP细胞）。
研究人员表示，hEMP细胞是从人类胚胎干细胞转变成中胚层细胞的最初阶段细胞。尽管这些细胞似乎必定会形成中胚层，但它们尚未确定会形成何种中胚层组织。
克鲁克斯的研究重点是利用人类胚胎干细胞制造出造血干细胞。研究表明，由实验室中的人类血液干细胞制成的造血干细胞缺乏在骨髓或脐带血中的造血干细胞所拥有的某些功能，因此，由胚胎干细胞而来的造血干细胞并不能发育成一个最理想的免疫系统。克鲁克斯希望，hEMP细胞可用于创建和骨髓与脐带血中造血干细胞一样功能强大的造血干细胞，这些细胞将可安全地用于人体，以治疗诸如白血病和镰状细胞贫血症等疾病。
经广泛测试证明，hEMP细胞失去了形成畸胎瘤的能力，而形成畸胎瘤的能力是胚胎干细胞的一个标志。克鲁克斯表示，正是基于可能形成畸胎瘤的风险，研究人员普遍认为在人体中使用多能干细胞并非良策。此次分离出的hEMP细胞由于不具备形成畸胎瘤的能力，因此，对于开发用于人体的治疗方法来说，hEMP细胞应是一个安全的选择。
目前，研究人员正在研究如何以最佳方式引导这些hEMP细胞发育成中胚层细胞谱系中的任何类型，并对这些细胞加以操控，以使它们在增殖和分化时成为功能性细胞。
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《国家科学院院刊》发表论文摘要（英文）
Published online before print July 19, 2010, doi: 10.1073/pnas.1002077107
Mapping the first stages of mesoderm commitment during differentiation of human embryonic stem cells
Denis Evseenkoa, Yuhua Zhua, Katja Schenke-Laylandb, Jeffrey Kuoa, Brooke Latoura, Shundi Gea, Jessica Scholesa, Gautam Dravida, Xinmin Lia, W. Robb MacLellanb, and Gay M. Crooksa,1
Abstract
Our understanding of how mesodermal tissue is formed has been limited by the absence of specific and reliable markers of early mesoderm commitment. We report that mesoderm commitment from human embryonic stem cells (hESCs) is initiated by epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) as shown by gene expression profiling and by reciprocal changes in expression of the cell surface proteins, EpCAM/CD326 and NCAM/CD56. Molecular and functional assays reveal that the earliest CD326CD56+ cells, generated from hESCs in the presence of activin A, BMP4, VEGF, and FGF2, represent a multipotent mesoderm-committed progenitor population. CD326CD56+ progenitors are unique in their ability to generate all mesodermal lineages including hematopoietic, endothelial, mesenchymal (bone, cartilage, fat, fibroblast), smooth muscle, and cardiomyocytes, while lacking the pluripotency of hESCs. CD326CD56+ cells are the precursors of previously reported, more lineage-restricted mesodermal progenitors. These findings present a unique approach to study how germ layer specification is regulated and offer a promising target for tissue engineering.
