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外重建人体体细胞发生

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抽象的

脊椎动物的分段身体计划是在体细胞发生过程中建立的,这是模型生物中经过充分研究的过程,但由于伦理和技术限制,在人类中仍然很大程度上难以捉摸。尽管基于多能干细胞(PSC)的方法1-5最近取得了进展,但在空间和时间上有力地概括人类体细胞发生的模型仍然在很大程度上缺失。在这里,我们介绍了一种基于PSC中胚层的人类分割和体细胞发生3D模型,我们称之为“axioloid”,它准确地捕捉了分割时钟的振荡动力学以及体外连续体节形成的形态学和分子特征.轴突显示出形成节段的适当的rostrocaudal图案和稳健的前后FGF/WNT信号梯度和视黄酸(RA)信号成分。我们确定了RA信号在稳定形成片段中的一个意想不到的关键作用,表明RA和细胞外基质(ECM)对体节的形成和上皮化具有明显但又协同的作用。重要的是,比较分析证明了轴突与人类胚胎的惊人相似性,通过轴突中HOX代码的存在进一步验证了这一点。最后,我们通过使用具有HES7和MESP2突变的类患者iPSC,证明了axioloids在研究人类先天性脊柱疾病发病机制中的效用.这些结果表明,axioloids代表了一个有前途的新平台来研究人类的轴向发育和疾病。

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