转录组分析揭示人多能干细胞分化过程中的短暂中内胚层状态及谱系分化分歧

人类多能干细胞是研究人类早期谱系决定的重要模型，然而，依赖三胚层终点经典标志物的传统评估方式可能会忽略短暂的中间状态以及更广泛的细胞程序。在本研究中，我们将人诱导多能干细胞定向分化为神经外胚层、心脏中胚层和肝内胚层谱系，并结合跨时间点的比较转录组学分析。我们的分析揭示了一个由中胚层和内胚层分化轨迹共享的、短暂的原条样中内胚层状态，随后发生以不同转录、代谢、增殖及染色质重塑动态为特征的谱系特异性分化。值得注意的是，内胚层分化表现出快速的确定性内胚层承诺，并伴随氧化代谢的富集；而心脏中胚层分化则显示出渐进性的转录重塑和心脏祖细胞激活。这些发现表明，比较转录组学能够解析人类胚层决定过程中的发育中间状态和细胞状态动态，为超越终点经典标志物表达来评估谱系承诺提供了一个框架，并为优化或重定向分化策略提供参考。

人类多能干细胞是研究人类早期谱系决定的重要模型，然而，传统上依赖三胚层终点经典标志物的评估方式，可能会忽略短暂的中间状态以及更广泛的细胞程序。在本研究中，我们将人诱导多能干细胞向神经外胚层、心脏中胚层和肝内胚层谱系的定向分化与跨时间点的比较转录组分析相结合。我们的分析揭示了一个由中胚层和内胚层分化轨迹共享的、短暂的原条样中内胚层状态，随后出现以不同转录、代谢、增殖和染色质重塑动态为特征的谱系特异性分化。值得注意的是，内胚层分化表现出快速的确定性内胚层命运承诺，并伴随氧化代谢富集；而心脏中胚层分化则显示出渐进性的转录重塑和心脏祖细胞激活。这些发现表明，比较转录组学能够解析人类胚层决定过程中的发育中间状态和细胞状态动态，为超越终点经典标志物表达来评估谱系承诺提供了一个框架，并为优化或重定向分化策略提供参考。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.24.746642v1?rss=1

🏷️ 转录组分析 多能干细胞分化 中内胚层状态 谱系分化 比较转录组学