人類胚胎模型模擬早期發(fā)育和血細(xì)胞形成

  • 2024 - 03 - 07
論文標(biāo)題圖

在受精卵受精大約一周后病涨,它開始植入子宮內(nèi)膜熬北,這是子宮的內(nèi)壁組織疙描。植入后,人類胚胎進(jìn)入一個(gè)復(fù)雜且鮮為人知的發(fā)育階段讶隐,這一階段常被形象地稱為“黑盒子”起胰。然而,正是在這個(gè)神秘階段巫延,細(xì)胞經(jīng)歷了組織和遺傳的深刻變化效五,這些變化對(duì)于確立器官界限以及形成早期造血細(xì)胞至關(guān)重要。

通過模擬人類這一特定的發(fā)育階段炉峰,我們有望創(chuàng)造出能夠應(yīng)用于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的細(xì)胞火俄,或者用作藥物測(cè)試和疾病模擬的平臺(tái)。雖然以往基于干細(xì)胞的模型已經(jīng)為我們揭示了胚胎發(fā)生的初期階段讲冠,但這些模型仍然面臨著一些局限,如胚胎樣特征的產(chǎn)生效率不高适瓦、所得模型的穩(wěn)定性不足竿开,以及難以模擬子宮外環(huán)境下早期造血(即血液形成)的過程。

在胚胎發(fā)育的初始階段玻熙,胚胎干細(xì)胞會(huì)分化為三個(gè)主要的譜系:一是負(fù)責(zé)形成卵黃囊的胚胎外內(nèi)胚層和中胚層組織否彩,二是構(gòu)成正在發(fā)育中的胎兒的外胚層組織。在這一過程中嗦随,內(nèi)胚層的形成是由一部分細(xì)胞內(nèi)特定轉(zhuǎn)錄因子蛋白GATA6的產(chǎn)生所驅(qū)動(dòng)的列荔。這一組織對(duì)于胚胎身體軸的生長(zhǎng)和模式化具有關(guān)鍵的引導(dǎo)作用。

作者的初衷在于通過在干細(xì)胞亞群中重現(xiàn)GATA6的活性枚尼,模擬胚胎與胚胎外組織間的相互作用贴浙。作者期望通過培養(yǎng)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS細(xì)胞,它們類似于發(fā)育中的外胚層)署恍,并在需要時(shí)生成GATA6(即iGATA6細(xì)胞)崎溃,進(jìn)而促使內(nèi)胚層的形成。通過這種方式盯质,作者旨在推動(dòng)早期人類胚胎中某些3D組織的形成與分化過程袁串。

iGATA6細(xì)胞圖

借助基因“開關(guān)”技術(shù),可以誘導(dǎo)iGATA6細(xì)胞按需求進(jìn)行分化呼巷,借助2D細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)囱修,便能生產(chǎn)出3D六體胚狀體,極大地便利了細(xì)胞的存儲(chǔ)與運(yùn)輸王悍,為作者所構(gòu)建的模型共享提供了有力支持破镰。六體胚胎的創(chuàng)造,使得那些過去難以進(jìn)行的人類胚胎植入后和造血發(fā)育計(jì)劃研究變得觸手可及。

此外啤咽,它們還為藥物測(cè)試晋辆、發(fā)育毒理學(xué)研究(即探究接觸某些化合物對(duì)發(fā)育的影響)以及疾病建模提供了寶貴的途徑。更值得一提的是宇整,六體胚狀體在個(gè)性化再生治療領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大潛力瓶佳,因?yàn)樗鼈兛梢杂扇梭w自身的iPS細(xì)胞制備而成。

六胚狀體并未包含滋養(yǎng)細(xì)胞鳞青,這類細(xì)胞對(duì)于胚胎附著于子宮內(nèi)膜以及成功植入霸饲。同時(shí),滋養(yǎng)細(xì)胞也是形成胎盤不可或缺的組成部分臂拓。因此厚脉,現(xiàn)有的系統(tǒng)尚無(wú)法完全模擬人類胚胎的完整發(fā)育過程。由于滋養(yǎng)細(xì)胞的缺失以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的局限性胶惰,導(dǎo)致了該模型僅能復(fù)制人類發(fā)育的某一部分傻工。下一步提高對(duì)造血機(jī)制的理解,特別是如何引導(dǎo)特定細(xì)胞類型的形成孵滞,或者增強(qiáng)其功能中捆。此外,作者還期望能夠?qū)F(xiàn)有的細(xì)胞平臺(tái)與計(jì)算模型相結(jié)合坊饶,以期改進(jìn)對(duì)多細(xì)胞生物發(fā)展過程的預(yù)測(cè)能力泄伪。

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41586-023-06914-8

日韩欧美高清一区在线视频,两性色午夜视频免费观看,三级片毛片视频在线观看,日韩视频免费看