新的培养系统发现早期人类胚胎中的细胞拥挤程度影响细胞身份决策

Shota Nakanoh 博士与该研究所 Teresa Rayon 博士的实验室和 Wellcome-MRC 剑桥干细胞研究所 Ludovic Vallier 教授的实验室合作进行的研究确定，早期人类胚胎中的细胞拥挤程度会影响细胞是否发育作为胚胎外细胞或成为胚胎的一部分，最终形成皮肤、头发和指甲。

该研究发表在最新一期的《科学进展》杂志上。

该项目的首席研究员 Nakanoh 博士将新的培养方法与三维培养和单细胞 RNA 测序分析相结合，利用人类多能干细胞(hPSC) 来更多地了解羊膜和表面外胚层是如何在人类胚胎中产生的。原肠胚形成前后(受精后两周左右)。

相似但不同组织的奥秘：羊膜和表面外胚层

羊膜外胚层是一个单细胞层，形成包围发育中胚胎的膜。它还为人类胚胎发育提供重要信号;然而，人类羊膜是如何形成的仍不完全清楚。

表面外胚层是一层致密的表皮祖细胞，产生身体的表面覆盖物，例如皮肤，以及牙齿、头发和指甲的相关特征。它的人工生产具有医学意义，因此可以改进生产它的技术。

羊膜细胞和表面外胚层细胞在发育的早期阶段是特化的，并且在很大程度上具有相同的生物学特征，例如基因表达模式和信号需求。为什么这些不同的组织如此相似以及它们在发育过程中如何区分一直是个谜。

细胞拥挤影响细胞身份

Nakanoh博士为hPSC定制了培养条件，发现补充激活素A、BMP4、GSK3-β抑制剂和MEK抑制剂促进其分化为羊膜外胚层。使用共培养技术形成细胞聚集体，他能够确认所生成的羊膜外胚层细胞启动原肠胚形成的能力。此外，单细胞RNA测序分析提示了羊膜外胚层的分化途径，其中表面外胚层基因在羊膜外胚层基因程序激活之前表达。

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