含胚胎外組織的人類胚胎樣結構生成
科技日報北京7月20日電 (記者張夢然)20日發表在《細胞》雜誌上的一項研究中,美國得克薩斯大學西南醫學中心研究人員報告了一種開發“類原腸胚”的新方法,其中包括一個(ge) 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(cong) 空心球體(ti) 重組為(wei) 多層結構的過程,被認為(wei) 是人類發育研究的“黑匣子”。這是因為(wei) 出於(yu) 生物倫(lun) 理考慮,人類胚胎模型的培養(yang) 時間通常不會(hui) 超過14天,而原腸胚形成發生在受精後17至21天之間。此外,目前模擬原腸胚形成的幹細胞模型還無法包含產(chan) 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(cong) 引發的人類多能幹細胞中開發出來的,但此次新方法沒有通過更常用的引發多能幹細胞,而是使用擴增多能幹細胞(EPSC)。此前已證明這些細胞可在小鼠體(ti) 內(nei) 分化為(wei) 胚胎組織和胚胎外組織。通過向人類EPSC添加適當的生長因子,它們(men) 分化成這兩(liang) 類組織。然後,這些細胞自我組織成類似於(yu) 人類胚胎的結構,研究人員將其稱為(wei) “類原腸胚”。
胚胎外組織會(hui) 釋放引導胚胎發育的化學信號,這使得類原腸胚能夠模仿“黑匣子發育期”重要過程。類原腸胚周圍發育出了為(wei) 胚胎提供血液供應的卵黃囊腔,周圍細胞還顯示出器官發生的早期跡象,例如神經形成,這標誌著中樞神經係統發育的開始。
研究團隊稱這一方法高效且可重複。在小規模試驗中,他們(men) 能夠產(chan) 生數百個(ge) 類原腸胚細胞。
類原腸胚排除了產(chan) 生胎盤的滋養(yang) 層細胞,有助於(yu) 緩解這項研究的倫(lun) 理問題。該項目遵循國際幹細胞研究指南,並得到了得克薩斯大學西南醫學中心幹細胞監督委員會(hui) 的批準。
【總編輯圈點】
盡管可能很少聽到這個(ge) 名字,但原腸胚形成其實是人類發育早期階段的一個(ge) 決(jue) 定性時刻。這個(ge) 過程從(cong) 受精後14天左右開始,持續一周左右。科學界目前對原腸胚形成的理解基本局限於(yu) 實驗模型,無法直接對其開展研究,因為(wei) 這個(ge) 階段的人類胚胎很難獲得,部分原因是國際指南將培養(yang) 人類胚胎的時限控製在受精後的14天內(nei) 。此次研究的意義(yi) 正在於(yu) 此:其不但能幫助人類進一步了解所謂的“黑匣子發育期”,還突破了以往的限製。(來源:科技日報)
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