成功建立早期人类胚胎发育的干细胞模型
2021-09-09   阅读:538   来源:Cell Discovery

   

   

广州医科大学第三附属医院、昆明理工大学灵长类动物转化医学研究所、北京大学第三医院和阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的科学家们创造了类似胚泡的结构,可以仅从干细胞生成细胞或组织,以替代丢失或损坏的组织。

与胚泡相似的细胞结构的创造使科学家能够建立一个模拟人类胚胎发生最早时刻的体外模型。

胚泡是哺乳动物胚胎发生过程中发育的第一个结构。囊胚在受精后5天左右形成,在植入子宫之前,囊胚包含胚胎的前三种细胞谱系,这对健康发育和器官形成至关重要。伦理问题严重限制了使用人类胚泡来研究胚胎发育,这导致了对人类胚胎发生及其与发育缺陷的联系的有限理解。

“为了解决这一巨大的知识鸿沟,迫切需要一种有效的模型,避免破坏人类胚胎的伦理问题,”共同第一作者博士生Samhan Alsolami说。

制造囊胚(类似囊胚的结构)的唯一方法是使用扩展多功能干细胞(EPS细胞)。EPS细胞比传统的人类胚胎干细胞具有更高的发育潜力,可以成为胚胎外细胞谱系(例如胎盘)和形成胚胎本身。该团队首先需要培养滋养外胚层,即围绕在胚胎周围的一种胚胎外谱系。

“滋养外胚层在三维培养中与EPS细胞结合,”Alsolami说。“大约5天后,EPS囊胚自我组装,形成一个在形态和功能上接近人类囊胚的细胞结构。”

初步研究表明,EPS母细胞在细胞组成和转录组方面与培养6-10天左右的人类胚胎相似。这个两步协议虽然很有希望,但仍然非常低效,团队现在正在对其进行优化。

他们的新模型,连同其他最近建立的模型,将为人类胚胎发生提供见解,并使科学家能够研究不育等疾病。

“我们的工作表明,完全从干细胞构建一个可靠的早期人类胚胎发生模型,从而规避伦理问题是可能的,”KAUST的华人科学家Mo Li说。“基于我们的模型的未来研究可能也会为再生医学提供信息。”

“这些结构将帮助我们探索人体器官的发育和其他多个过程,”广州医科大学第三附属医院、北京大学第三医院的Yang Yu补充说,他是这项研究的共同负责人。“这可以促进从干细胞中生成细胞或组织,以替代丢失或损坏的组织。”

原文检索:Generation of human blastocyst-like structures from pluripotent stem cells

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