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Science:首次合成人造小鼠胚胎
時間:2017-03-04     作者:懋康生物     文章來源:互聯網    

 

劍橋大學科學家 3 月 2 日發表在《 Science 》上的研究報告,他們首次在體外合成了人造小鼠胚胎。他們利用小鼠的胚胎干細胞、滋養干層細胞以及細胞質基質,在培養基中成功地誘導合成了類小鼠胚胎結構。

哺乳動物的卵細胞受精后多次分裂,形成胚泡。早期胚胎囊胚的組成包括胚胎干細胞(ESC)、滋養干層細胞(TSC)和原始內胚層細胞(XEN)。胚胎干細胞可以分化為三胚層細胞,胚外滋養層干細胞將形成胎盤,原始內胚層細胞發育為卵黃囊。

以往的研究利用干細胞培養類胚胎結構只取得了有限的成功。哺乳動物胚胎發育需要胚胎和胚外組織之間錯綜復雜的相互作用,以協調發育過程中形態的變化。

成功誘導干細胞為小鼠胚胎

劍橋大學的研究人員描述了他們如何結合轉基因小鼠胚胎干細胞和滋養層干細胞,以細胞質基質為三維支架,產生了形態非常類似于天然胚胎的類胚胎結構。

通過使用轉基因干細胞和特異性抑制劑,研究人員誘導胚胎干細胞和滋養層干細胞發育為類胚胎(ETS 胚胎)。ETS 胚胎的發育依賴于 Nodal 信號的交聯(crosstalk),誘導中胚層和原始生殖細胞標記基因的表達以響應 Wnt 和 BMP 信號。

生理學教授 Magdalena Zernicka-Goetz表示,無論是胚胎細胞還是胚外細胞,在構成組織時他們之間都存在相互交流,以形成一個類胚胎結構。使細胞在合適的時間、合適的場所發育為正確的解剖學結構。

研究小組表明,與正常發育的胚胎相比,人造“胚胎”的發展遵循同樣的發育模式。不過,雖然這種人造胚胎酷似真實的胚胎,但它不太可能進一步發育成為一個健康的胎兒。

展望

Zernicka-Goetz 教授最近還開發出一種技術,可以在體外實現胚泡著床,使研究人員能夠分析人類胚胎發育到受精后 13 天的第一次關鍵發育階段。她認為,這一最新發展能夠幫助他們克服對人類胚胎研究的主要障礙之一:胚胎短缺。目前,胚胎的來源主要是捐贈卵子通過試管受精所得。

利用類似的小鼠干細胞技術,在人類胚胎以及胚外干細胞中可以模仿很多受精 14 天以前的發育事件。她說,“我們非常樂觀地認為,這將允許我們不必在實際胚胎中就能夠研究人類這一關鍵階段的重要發育事件。了解發育過程通常使我們能夠明白為什么它會如此頻繁出錯。

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