干细胞为多种疾病的治疗带来了很大的希望，部分是因为它们具有独特的分化能力，可分化为构成人体的上百种细胞类型。然而，利用干细胞的这一潜力是困难的。在某些情况下，要采取将近七个精心策划的步骤，在特定的时间添加某些生长因子，才能诱导干细胞分化成理想的细胞类型。即使这样，也很难利用干细胞制备肠、肝脏和胰腺的细胞。四月二日在《Cell Stem Cell》发表的一项研究中，加州大学圣地亚哥医学院的研究人员发现了其中的原因。
       他们发现，实验室干细胞中的染色体随着时间会慢慢打开，以胚胎发育期间发生的相同顺序。直到特定的染色体区域获得了“开放”的状态，它们才能够响应添加的生长因子，并变成肝脏细胞或胰腺细胞。研究人员说，这种新的见解，将有助于推动干细胞研究的进展，也将推动肝脏、胰腺疾病新细胞疗法的发展，如1型糖尿病。
        加州大学圣地亚哥分校儿童糖尿病研究中心主任、细胞和分子医学教授Maike Sander说：“我们利用干细胞产生肝脏细胞和胰腺细胞的能力，已经落后于我们在其他细胞类型所取得的进步。所以我们还没能做一些事情，例如在干细胞源性的肝脏和胰腺细胞上测试新药。我们知道，如果我们想用干细胞产生特定的细胞，我们就需要某种方法来预测这些细胞及其染色体将如何响应生长因子。”
         Sander与本文共同资深作者、加州大学圣地亚哥分校细胞和分子医学教授、Ludwig癌症研究所成员、著名华人科学家任兵（Bing Ren）博士，带领了这项研究工作。任兵教授主要从事哺乳动物细胞基因调控网络分析及细胞表观遗传学调控机制的研究。近年来在Science、Nature,、Cell国际权威杂志上发表了一系列重要的研究成果。延伸阅读：任兵教授两篇Nature文章发布表观基因组重要成果。
         染色体是由DNA紧密包裹缠绕而形成的结构。人类有46条染色体——从父母那里各自遗传了23条。任兵及其研究团队首次绘制了随时间推移而发生的染色体修饰图谱，因为在胚胎干细胞分化成为胰腺细胞和肝细胞的过程中，经过了几个不同的发育中间体。然后，在分析这些图谱的过程中，他们发现了染色体某些区域可及性（开放性）与发育潜力（细胞响应触发因子的能力，如添加的生长因子）之间的关系。
         Sander说：“我们还发现，在一个干细胞完全分化之前需要开放的这些染色体区域，与某些疾病状态下发生变异的区域有关。”换句话说，如果一个人遗传了这些染色体区域的一个遗传变异，那么他或她的染色体将不会在正确的时间开放，他或她可能更易于患上影响该细胞类型的疾病。Sander的团队现在正在进一步调查这些染色体区域及其变异在糖尿病中发挥什么作用。