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多能干细胞成功构建能够形成卵黄囊的外周类原肠胚
作者:互联网    日期:2023-08-22
       哺乳动物胚胎胚胎发育是一个极其复杂而又精确协调的形态发生过程,早期胚胎发育包括一系列的划分和初始细胞命运决定。原肠胚形成(gastrulation)是胚胎发育过程中从空心球体重组装为多层结构的过程。
       由于生物伦理限制,人类胚胎的培养时间被严格限制在14天内,无法对发生于受精后17至21天后的原肠胚形成进行研究,因此人原肠胚形成也被认为是人类发育的“黑匣子”。
       尽管基于干细胞已经成功构建了各种早期胚胎模型,但常规人多能干细胞(PSC)包括人类胚胎干细胞(hESCs)和人类诱导多能干细胞构建的原肠胚非整合模型缺乏如卵黄囊等胚胎外组织,与自然胚胎发育仍然存在一定差距。
       构建新的人类原肠胚模型将有助于深入理解人类原肠胚形成期间外胚层(epiblast)、羊膜和卵黄囊间的相互作用,进一步揭示人类胚胎发育机制。

       近日,研究人员报道利用扩展型多能干细胞(EPSC)成功构建能够形成卵黄囊的外周类原肠胚。

        由于EPSC已成功在小鼠体内分化成胚胎组织和胚胎外组织,研究人员选择使用EPSC构建人原肠胚发育模型,而不是始发态多能干细胞。通过向人类EPSC添加合适的生长因子成功使其分化为胚胎组织和胚胎外组织,并且能够自组装成类似人类胚胎的结构。研究人员将上述方法构建原肠胚发育模型称为“外周类原肠胚”。
       研究中,外周类原肠胚能够形成羊膜腔和支持胚胎血液供应的卵黄囊腔,并且显示出器官发生的早期迹象,如标志着中枢神经系统发育开始的神经胚胎形成(neurulation)。
       最后,研究人员还表明该构建方法高效且可重复,由于该模型不包括产生胎盘的滋养层细胞,外周类原肠胚无法存活,避免研究涉及伦理红线。
       综上,该研究开发的外周类原肠胚允许进一步探索人类胚胎发育,未来或可为再生医学提供合适的治疗种子。
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