Heparan Sulfation–Dependent Fibroblast Growth Factor Signaling Maintains Embryonic Stem Cells Primed for Differentiation in a Heterogeneous State
Notice bibliographique
Résumé
Embryonic stem (ES) cells continuously decide whether to maintain pluripotency or differentiate. While exogenous leukemia inhibitory factor and BMP4 perpetuate a pluripotent state, less is known about the factors initiating differentiation. We show that heparan sulfate (HS) proteoglycans are critical coreceptors for signals inducing ES cell differentiation. Genetic targeting of NDST1 and NDST2, two enzymes required for N-sulfation of proteoglycans, blocked differentiation. This phenotype was rescued by HS presented in trans or by soluble heparin. NaClO(3) (-), which reduces sulfation of proteoglycans, potently blocked differentiation of wild-type cells. Mechanistically, N-sulfation was identified to be critical for functional autocrine fibroblast growth factor 4 (FGF4) signaling. Microarray analysis identified the pluripotency maintaining transcription factors Nanog, KLF2/4/8, Tbx3, and Tcf3 to be negatively regulated, whereas markers of differentiation such as Gbx2, Dnmt3b, FGF5, and Brachyury were induced by sulfation-dependent FGF receptor (FGFR) signaling. We show that several of these genes are heterogeneously expressed in ES cells, and that targeting of heparan sulfation or FGFR-signaling facilitated a homogenous Nanog/KLF4/Tbx3 positive ES cell state. This finding suggests that the recently discovered heterogeneous state of ES cells is regulated by HS-dependent FGFR signaling. Similarly, culturing blastocysts with NaClO(3) (-) eliminated GATA6-positive primitive endoderm progenitors generating a homogenous Nanog-positive inner cell mass. Functionally, reduction of sulfation robustly improved de novo ES cell derivation efficiency. We conclude that N-sulfated HS is required for FGF4 signaling to maintain ES cells primed for differentiation in a heterogeneous state. Inhibiting this pathway facilitates a more naïve ground state.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».