美国加州大学圣巴巴拉分校科学家们破解出脐带干细胞分化为神经元和其他类型细胞之前发生的一些早期变化。通过研究人脐带干细胞，发现了一种新的途径在细胞分化中发挥着关键作用。

在此之前，如何生成神经元，分化如何精确发生的在某种程度上是一个科学秘密。这项研究发现有着重要的意义，它提供了人们对脐带干细胞工作方式和它们开始分化时方式的基本理解。对这个领域而言，这是一个非常基本的但之前一直并未为人们所了解的知识。

当人脐带干细胞开始分化时，它们有变成脑细胞（如神经元）的神经外胚层的潜能；或者是最终变成组成器官、肌肉、血液和骨组织的细胞的中内胚层的潜能。研究者发现了他们称作PAN（Primary cilium-Autophagy-Nrf2，即初级纤毛-自噬-Nrf2）轴的途径中的一些步骤，这种新鉴定出的途径似乎决定着脐带干细胞的最终命运。细胞周期G1阶段时间的延长会诱导纤毛突出，而且这些细胞触须暴露的时间越长，它们能够收集的信号越多。研究证实在变成神经元的脐带干细胞中，延长G1阶段会触发一系列事件，从而导致脐带干细胞分化为神经外胚层。

在G1阶段延长时，细胞产生初级纤毛，即能够检测它们所在环境的触须状突起，这种初级纤毛激活细胞自噬过程中的垃圾处理系统。另一种重要因子是Nrf2，它监控细胞中的诸如自由基之类的危险分子。Nrf2好比是细胞的卫士，它确信细胞正常地发挥功能。由于脐带干细胞的重要性，Nrf2在这些干细胞中的水平非常高。如果没有Nrf2监控基因组的完整性，未来的后代细胞就会陷入麻烦。此外，研究表明在延长的G1阶段期间，Nrf2水平开始下降。这一点很重要，这是因为Nrf2通常在干细胞开始分化之前是不会下降的。一般认为在相同条件下，如果干细胞是相同的，那么它们将以相同方式分化，但是这并不是研究过程所发现的情形。

随着这条新途径的发现，越来越多的问题有待去解答，也让研究的方向越来越明确。