揭示具有功能脊索的人类干细胞模型

2025-09-21 13:00来源:本站

  

  脊索是发育中的胚胎中的一种组织,它起到导航系统的作用,告诉细胞在哪里弗朗西斯·克里克研究所的研究人员创建了人类干细胞模型,并将其纳入了构建脊柱和神经系统(躯干)的大脑。

  这项发表在《自然》杂志上的研究代表了我们对人体早期发育方式的理解的重大进步。

  发育体支架最重要的组成部分之一是杆状组织,即脊索。这一特征区分了所有有脊骨的动物,对生长中的胚胎的组织组织至关重要。

  尽管具有重要意义,但这种结构的复杂性使它无法被包括在早期实验室培养的人类躯干发育模型中。

  为了精确地确定脊索是如何自然形成的,这项研究的研究人员首先检查了鸡胚胎。他们通过对比先前发表的小鼠和猴子胚胎的数据,确定了形成脊索组织所需的分子信号的时间和顺序。

  他们利用这个蓝图创建了一个精确的化学信号序列,诱导人类干细胞形成脊索。

  干细胞产生了一个微小的“树干状”结构,它自然地长到1-2毫米长。它包括骨干细胞和正在生长的神经组织,排列方式类似于人类胚胎的发育。这表明脊索促进细胞在适当的时间和地点发育成适当的组织类型。

  研究人员认为,这项工作可能有助于脊髓和脊柱出生缺陷的研究。此外,它可能会揭示影响椎间盘的疾病,椎间盘是从椎骨之间的脊索生长的减震垫。当这些椎间盘随着年龄的增长而恶化时,可能会导致背痛。

  发展动力学实验室博士后、研究第一作者蒂亚戈·里托说:“找到产生脊索的确切化学信号就像找到了正确的配方。之前在实验室培养脊索的尝试可能失败了,因为我们不了解添加成分所需的时间。特别令人兴奋的是,我们实验室培养的脊索结构的功能似乎与发育中的胚胎相似。它会发出化学信号,帮助组织周围的组织,就像在典型的发育过程中一样。”

  主干类器官内的脊索细胞

  主干类器官内的脊索细胞(红色)和相关的模式分子(青色)。灰色的细胞核。视频来源:Tiago Rito

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