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无需精卵结合,干细胞就能成功培育出胚胎
时间:2022-08-12 09:43:03  作者:lfy  来源:生物谷
再生医学网获悉,近日,来自以色列魏茨曼科学研究所的科学家们成功利用干细胞在子宫外培育出小鼠的合成胚胎模型,这一过程无需精卵结合。相关研究成果发表在Cell上。
  从受精卵到胚胎再到呱呱坠地的婴孩,生命的诞生充满玄妙感。从根源上来讲,生命胚胎之所以会形成,精子与卵子相遇相结合是必要条件,这几乎是一条难以违背的自然法则。但随着再生医学,特别是干细胞技术的问世,似乎在一定程度上打破了这一自然法则。

  再生医学网获悉,近日,来自以色列魏茨曼科学研究所的科学家们成功利用干细胞在子宫外培育出小鼠的合成胚胎模型,这一过程无需精卵结合。相关研究成果发表在Cell上。
  在这项研究中,Jacob Hanna教授领导团队采用最近建立的自然胚胎体外长时间生长平台,仅从原始胚胎干细胞(ESC)开始,生成小鼠原肠胚形成后合成全胚胎模型(sEmbryos),包括胚胎和胚胎外隔室,进行相关探索。
  Hanna的这项最新成果建立在其实验室之前的两项成果之上:第一项成果是将干细胞重新编程回na?ve状态(此时有最大潜力分化成不同类型细胞)的有效方法;第二项成果是该团队开发的在子宫外培育天然小鼠胚胎的电子控制设备,使用该设备能成功实现第5天到第11天的天然小鼠胚胎培养,该项成果曾在2021年3月发表在Nature上。
  在这篇最新的论文中,研究团队开发了一种从干细胞培养合成小鼠胚胎模型的创新方法。在将干细胞放入设备培养之前,研究人员将它们分成3组。其中一种含有本来要发育成胚胎器官的细胞,不作处理。另外两组的细胞被预处理48小时,以分别过度表达两种基因中的一种:胎盘或卵黄囊的主调控因子。
  3组细胞在体外培养的装置内混合在一起不久后,就聚集成聚集体,其中绝大多数未能正常发育。但是约0.5%继续形成球体,每个球体后来都变成了细长的胚胎状结构。由于研究人员用不同的颜色标记了3组细胞,所以能够观察到在胚胎外形成的胎盘和卵黄囊,以及模型的发育过程。
  这些合成模型能正常发育到第8.5天(几乎是小鼠妊娠20天的一半),在此阶段所有早期器官祖细胞都已经形成,包括心脏、血液循环、大脑、神经和肠道。与天然小鼠胚胎相比,合成模型在内部结构的形状和不同细胞类型的基因表达模式上显示出95%的相似性。不过,在第8天后,发育停止,胚胎的心脏开始致命地增大。
  Hanna说:“这项研究提出了一个新的领域。我们的下一个挑战是了解干细胞是如何知道该做什么的,即它们如何自我组装成器官并找到通往指定位置的途径。而且由于体外培养系统与子宫不同,所以可能对模拟人类胚胎的出生和植入缺陷很有用。”
  作为再生医学的重要分支,干细胞技术的问世,颠覆了人类对医学的传统认知。对此,再生医学网表示,相信随着该项研究成果的问世,将有助于科学家能好地探索潜藏在干细胞内的“生命秘密”,或许在不久的将来,人类将能够迎来新的孕育方式。
关键字:干细胞,再生医学,胚胎
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