华大在线讯（通讯员 叶飞）近日，我校化学学院教师冯玲玲在人胚胎干细胞定向分化方面取得了重要的研究进展。相关研究成果发表在国际著名杂志Cell旗下子刊《Cell Reports》（Cell Reports (2016), http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2016.04.066）上。该研究工作是通过国际合作在美国康奈尔大学陈水兵教授指导下完成的，并得到了国家自然科学基金及国家留学基金等项目资助。华中师范大学和美国康奈尔大学分别是该论文的第一作者单位和通讯作者单位。

  骨形态发生蛋白(Bone morphogenetic proteins，BMPs)是身体发展、肢体发育、早期血管及神经发育中必需的调控因子，决定着干细胞或原祖细胞的定向分化命运。BMPs 在胚胎发育中起着非常重要的作用，调控着多个组织的发育，包括生殖细胞、心脏、肾脏、肝脏和中枢神经系统等。当人体出现骨失调、心脏病、造血功能缺陷、肝病等重大疾病时，往往需要植入干细胞进行治疗。此时，必须采用BMPs诱导干细胞定向分化。然而，BMPs稳定性差、活性低、半衰期短，导致干细胞对其响应阈值很高，副作用很大，需要激活剂介入协同治疗。

 目前，文献报道的小分子化合物具有一定激活BMPs信号通路的作用，但活性较低，无法诱导产生成熟的成骨细胞，限制其临床使用。因此，迫切需要寻找可协同提高BMPs活性的激活剂，实现干细胞的有效定向分化。

 冯玲玲及其合作者从4000多个小分子化合物中筛选出一种能高效激活BMPs的分子PD407824，并发现该小分子通过抑制CHK1实现p21水平下调，活化CDK8/9，致使连接区磷酸化，降低该连接区SMAD2/3蛋白水平，并提高可使用的SMAD4水平。接下来，SMAD4与SMAD1/5/9发生相互作用，非常有效地活化 BMPs下游靶因子(如Id1和Id2等)，降低干细胞响应BMPs的阈值，实现干细胞的高效定向分化。

 冯玲玲及其合作者还发现，该类小分子与BMP4的协同作用能诱导人胚胎干细胞定向分化为有搏动功能的心肌细胞或滋养层干细胞。这一发现意味着该类小分子有望用于治疗心脏疾病。