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含胚胎外組織的人類胚胎樣結構生成

發(fā)布時間:2023-07-21 09:34:00來源: 科技日報

  科技日報北京7月20日電 (記者張夢然)20日發(fā)表在《細胞》雜志上的一項研究中,美國得克薩斯大學西南醫(yī)學中心研究人員報告了一種開發(fā)“類原腸胚”的新方法,其中包括一個重要組織——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構的過程,被認為是人類發(fā)育研究的“黑匣子”。這是因為出于生物倫理考慮,人類胚胎模型的培養(yǎng)時間通常不會超過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胞模型還無法包含產(chǎn)生卵黃囊和胎盤所必需的胚胎外組織。

  人類原腸胚形成和早期器官模型,是從引發(fā)的人類多能干細胞中開發(fā)出來的,但此次新方法沒有通過更常用的引發(fā)多能干細胞,而是使用擴增多能干細胞(EPSC)。此前已證明這些細胞可在小鼠體內(nèi)分化為胚胎組織和胚胎外組織。通過向人類EPSC添加適當?shù)纳L因子,它們分化成這兩類組織。然后,這些細胞自我組織成類似于人類胚胎的結構,研究人員將其稱為“類原腸胚”。

  胚胎外組織會釋放引導胚胎發(fā)育的化學信號,這使得類原腸胚能夠模仿“黑匣子發(fā)育期”重要過程。類原腸胚周圍發(fā)育出了為胚胎提供血液供應的卵黃囊腔,周圍細胞還顯示出器官發(fā)生的早期跡象,例如神經(jīng)形成,這標志著中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育的開始。

  研究團隊稱這一方法高效且可重復。在小規(guī)模試驗中,他們能夠產(chǎn)生數(shù)百個類原腸胚細胞。

  類原腸胚排除了產(chǎn)生胎盤的滋養(yǎng)層細胞,有助于緩解這項研究的倫理問題。該項目遵循國際干細胞研究指南,并得到了得克薩斯大學西南醫(yī)學中心干細胞監(jiān)督委員會的批準。

  【總編輯圈點】

  盡管可能很少聽到這個名字,但原腸胚形成其實是人類發(fā)育早期階段的一個決定性時刻。這個過程從受精后14天左右開始,持續(xù)一周左右??茖W界目前對原腸胚形成的理解基本局限于實驗模型,無法直接對其開展研究,因為這個階段的人類胚胎很難獲得,部分原因是國際指南將培養(yǎng)人類胚胎的時限控制在受精后的14天內(nèi)。此次研究的意義正在于此:其不但能幫助人類進一步了解所謂的“黑匣子發(fā)育期”,還突破了以往的限制。(來源:科技日報)

(責編:陳濛濛)

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