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無需精卵結合,干細胞就能成功培育出胚胎
時間:2022-08-12 09:43:03  作者:lfy  來源:生物谷
再生醫學網獲悉,近日,來自以色列魏茨曼科學研究所的科學家們成功利用干細胞在子宮外培育出小鼠的合成胚胎模型,這一過程無需精卵結合。相關研究成果發表在Cell上。
  從受精卵到胚胎再到呱呱墜地的嬰孩,生命的誕生充滿玄妙感。從根源上來講,生命胚胎之所以會形成,精子與卵子相遇相結合是必要條件,這幾乎是一條難以違背的自然法則。但隨著再生醫學,特別是干細胞技術的問世,似乎在一定程度上打破了這一自然法則。

  再生醫學網獲悉,近日,來自以色列魏茨曼科學研究所的科學家們成功利用干細胞在子宮外培育出小鼠的合成胚胎模型,這一過程無需精卵結合。相關研究成果發表在Cell上。
  在這項研究中,Jacob Hanna教授領導團隊采用最近建立的自然胚胎體外長時間生長平臺,僅從原始胚胎干細胞(ESC)開始,生成小鼠原腸胚形成后合成全胚胎模型(sEmbryos),包括胚胎和胚胎外隔室,進行相關探索。
  Hanna的這項最新成果建立在其實驗室之前的兩項成果之上:第一項成果是將干細胞重新編程回na?ve狀態(此時有最大潛力分化成不同類型細胞)的有效方法;第二項成果是該團隊開發的在子宮外培育天然小鼠胚胎的電子控制設備,使用該設備能成功實現第5天到第11天的天然小鼠胚胎培養,該項成果曾在2021年3月發表在Nature上。
  在這篇最新的論文中,研究團隊開發了一種從干細胞培養合成小鼠胚胎模型的創新方法。在將干細胞放入設備培養之前,研究人員將它們分成3組。其中一種含有本來要發育成胚胎器官的細胞,不作處理。另外兩組的細胞被預處理48小時,以分別過度表達兩種基因中的一種:胎盤或卵黃囊的主調控因子。
  3組細胞在體外培養的裝置內混合在一起不久后,就聚集成聚集體,其中絕大多數未能正常發育。但是約0.5%繼續形成球體,每個球體后來都變成了細長的胚胎狀結構。由于研究人員用不同的顏色標記了3組細胞,所以能夠觀察到在胚胎外形成的胎盤和卵黃囊,以及模型的發育過程。
  這些合成模型能正常發育到第8.5天(幾乎是小鼠妊娠20天的一半),在此階段所有早期器官祖細胞都已經形成,包括心臟、血液循環、大腦、神經和腸道。與天然小鼠胚胎相比,合成模型在內部結構的形狀和不同細胞類型的基因表達模式上顯示出95%的相似性。不過,在第8天后,發育停止,胚胎的心臟開始致命地增大。
  Hanna說:“這項研究提出了一個新的領域。我們的下一個挑戰是了解干細胞是如何知道該做什么的,即它們如何自我組裝成器官并找到通往指定位置的途徑。而且由于體外培養系統與子宮不同,所以可能對模擬人類胚胎的出生和植入缺陷很有用?!?/div>
  作為再生醫學的重要分支,干細胞技術的問世,顛覆了人類對醫學的傳統認知。對此,再生醫學網表示,相信隨著該項研究成果的問世,將有助于科學家能好地探索潛藏在干細胞內的“生命秘密”,或許在不久的將來,人類將能夠迎來新的孕育方式。
關鍵字:干細胞,再生醫學,胚胎
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