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研究人员利用人类干细胞构建胚胎样结构

对人类胚胎的研究对于了解人类发育的最早阶段至关重要。目前,这项研究是针对接受过体外受精的个人自愿捐赠的剩余胚胎进行的。然而,这项研究受限于胚胎的可用性和严格的国际伦理时间限制,允许胚胎在实验室中发育多长时间(最多 14 天)。

现在,加州理工学院的研究人员已经用人类干细胞创造了类似胚胎的结构。与由精子和卵子结合形成的天然胚胎不同,这些结构是通过结合所谓的多能干细胞形成的,这些干细胞具有发育成特殊类型细胞的能力。尽管这些胚胎样结构与真实胚胎存在一些关键差异,但在不需要捐赠胚胎的情况下,制造它们的技术对于回答有关人类发育的开放性问题至关重要。

这项研究是在加州理工学院生物学和生物工程 Bren 教授Magdalena Zernicka-Goetz的实验室进行的,并在 9 月 21 日发表在《自然通讯》杂志上的一篇论文中进行了描述。

这些结构是由一种多能干细胞制成的,它产生不同类型的细胞,然后自组装成一个结构,其形态明显让人想起胚胎的形态,胚胎具有不同的胚胎和胚胎外组织。多能干细胞最初是由其他研究人员从真正的人类胚胎中分离出来的,此后一直保存在实验室环境中。值得注意的是,当有合适的环境条件支持时,细胞仍然可以“记住”如何组装成胚胎。

Zernicka-Goetz 说:“组装胚胎基本结构的能力似乎是这些早期胚胎细胞的固有特性,它们根本无法‘忘记’。”“尽管如此,要么它们的记忆不是绝对精确,要么我们还没有帮助细胞恢复记忆的最佳方法。在我们使人类干细胞达到可能的发育准确性之前,我们还有进一步的工作要做与它们等效的小鼠干细胞对应物。”

从干细胞产生胚胎样结构的能力意味着不需要额外的捐赠胚胎;此外,可以大量创建结构。因此,该模型系统可能会导致对不受人类胚胎有限可用性限制的早期胚胎发育的理解的突破。例如,有可能扰乱特定基因并研究对发育过程产生的影响。此外,该系统可用于了解不同的细胞成分如何在早期阶段协调它们的发育以及这种细胞串扰对后期发育阶段的影响。

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