含胚胎外組織的人類(lèi)胚胎樣結(jié)構(gòu)生成

科技日?qǐng)?bào)北京7月20日電 (記者張夢(mèng)然)20日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)研究中,美國(guó)得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心研究人員報(bào)告了一種開(kāi)發(fā)“類(lèi)原腸胚”的新方法,其中包括一個(gè)重要組織——卵黃囊,這是以前模型中所缺少的。

原腸胚形成是胚胎將自身從空心球體重組為多層結(jié)構(gòu)的過(guò)程,被認(rèn)為是人類(lèi)發(fā)育研究的“黑匣子”。這是因?yàn)槌鲇谏飩惱砜紤],人類(lèi)胚胎模型的培養(yǎng)時(shí)間通常不會(huì)超過(guò)14天,而原腸胚形成發(fā)生在受精后17至21天之間。此外,目前模擬原腸胚形成的干細(xì)胞模型還無(wú)法包含產(chǎn)生卵黃囊和胎盤(pán)所必需的胚胎外組織。

人類(lèi)原腸胚形成和早期器官模型,是從引發(fā)的人類(lèi)多能干細(xì)胞中開(kāi)發(fā)出來(lái)的,但此次新方法沒(méi)有通過(guò)更常用的引發(fā)多能干細(xì)胞,而是使用擴(kuò)增多能干細(xì)胞(EPSC)。此前已證明這些細(xì)胞可在小鼠體內(nèi)分化為胚胎組織和胚胎外組織。通過(guò)向人類(lèi)EPSC添加適當(dāng)?shù)纳L(zhǎng)因子,它們分化成這兩類(lèi)組織。然后,這些細(xì)胞自我組織成類(lèi)似于人類(lèi)胚胎的結(jié)構(gòu),研究人員將其稱(chēng)為“類(lèi)原腸胚”。

胚胎外組織會(huì)釋放引導(dǎo)胚胎發(fā)育的化學(xué)信號(hào),這使得類(lèi)原腸胚能夠模仿“黑匣子發(fā)育期”重要過(guò)程。類(lèi)原腸胚周?chē)l(fā)育出了為胚胎提供血液供應(yīng)的卵黃囊腔,周?chē)?xì)胞還顯示出器官發(fā)生的早期跡象,例如神經(jīng)形成,這標(biāo)志著中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的開(kāi)始。

研究團(tuán)隊(duì)稱(chēng)這一方法高效且可重復(fù)。在小規(guī)模試驗(yàn)中,他們能夠產(chǎn)生數(shù)百個(gè)類(lèi)原腸胚細(xì)胞。

類(lèi)原腸胚排除了產(chǎn)生胎盤(pán)的滋養(yǎng)層細(xì)胞,有助于緩解這項(xiàng)研究的倫理問(wèn)題。該項(xiàng)目遵循國(guó)際干細(xì)胞研究指南,并得到了得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心干細(xì)胞監(jiān)督委員會(huì)的批準(zhǔn)。

【總編輯圈點(diǎn)】

盡管可能很少聽(tīng)到這個(gè)名字,但原腸胚形成其實(shí)是人類(lèi)發(fā)育早期階段的一個(gè)決定性時(shí)刻。這個(gè)過(guò)程從受精后14天左右開(kāi)始,持續(xù)一周左右。科學(xué)界目前對(duì)原腸胚形成的理解基本局限于實(shí)驗(yàn)?zāi)P停瑹o(wú)法直接對(duì)其開(kāi)展研究,因?yàn)檫@個(gè)階段的人類(lèi)胚胎很難獲得,部分原因是國(guó)際指南將培養(yǎng)人類(lèi)胚胎的時(shí)限控制在受精后的14天內(nèi)。此次研究的意義正在于此:其不但能幫助人類(lèi)進(jìn)一步了解所謂的“黑匣子發(fā)育期”,還突破了以往的限制。

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