在一组细胞可以发育成胚胎之前,它必须首先确定哪个末端向上。但是直到现在,这种过程还没有在人类中观察到。
研究人员首次观察到人类“干化器”细胞可指导胚胎顶部,底部,正面和背面的形成。他们通过开发一种技术,通过将人类细胞移植到鸡胚胎上来规避对人类胚胎的研究限制。该方法于5月23日在Nature1上发表,在某些实验室实验中可能会取代人类胚胎的使用。
1924年,在德国对during的一系列实验中发现了组织细胞。一对发育生物学家将细胞从一个sal胚胎的后部移植到另一个sal的前部,在那里细胞长成第二个相连的sal。这表明,胚胎背部的某些细胞可以将它们的邻居组织成组成动物的复杂结构阵列。
从那时起,研究人员在许多其他物种的胚胎中鉴定出了组织细胞。但是科学家们从来没有观察到这样的细胞指导着人类的早期发展。许多国家(包括美国)的道德准则和法律都禁止科学家对超过14天大的人类胚胎进行实验,这大约是组织细胞出现的时间。
纽约洛克菲勒大学(Rockefeller University)发育生物学家,最新研究的主要作者阿里·布里万卢(Ali Brivanlou)说:“人们知道细胞球附着在子宫上后会发生什么。”
二合一
2016年,Brivanlou集团是第一个将人类胚胎培养到14天大关的公司3。但是研究人员在胚胎开始复杂的重组从而导致四肢和器官生长之前停止了这项工作。在实验结束之前,他们没有在人类胚胎中看到组织细胞。
在最新的研究中,研究小组通过从人类胚胎干细胞中生长出类似胚胎的结构来绕过14天规则。通过在仅22毫米宽的小正方形上培养细胞,科学家迫使细胞组织成结构,而不是水平分布。他们还用一系列生长因子处理细胞,这些生长因子刺激它们形成早期胚胎中可见的各种细胞层。测试表明,类胚胎结构包括一簇细胞,这些细胞表达在其他物种的组织细胞中看到的基因。
Brivanlou和他的同事然后将他们的类人胚细胞簇移植到12小时大的鸡胚上(大约相当于14天大的人胚)。研究人员发现,随着修饰胚胎的生长,人类组织细胞指导鸡细胞分化并形成第二个鸡神经系统。Brivanlou说,这个结果模仿了1924年sal实验的发现,尽管他的杂交胚寿命不足以孵化。
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缅因州巴港杰克逊实验室的干细胞研究员Martin Pera对这项研究印象深刻。他说:“这个系统将导致很多事情,包括对人类胚胎早期发育中可能导致流产的缺陷的更好理解,以及将类似胚胎的结构与人类干细胞培养可以更好地定义干细胞的能力。
该技术还可以避免与在实验室中研究人类胚胎相关的道德问题。“真正的进步”,这是美丽的,无需使用胚胎就可以显示出来,德国斯图加特霍恩海姆大学的发育生物学家马丁·布鲁姆说。“现在我想不起来需要早期人类胚胎来回答基本问题的情况。”
Brivanlou不同意。他说:“这里没有替代品来研究真正的胚胎。”“当我们尝试对某种模型进行过度简化时,我们还会做其他事情。”?/ p>
他说,下一步是确定人类组织细胞如何精确地影响其邻居。作为再生器官和组织的疗法的一部分,这可能有助于努力将人类干细胞操纵成特定的组织或结构。“人类胚胎干细胞和卵具有所有信息,”布里文洛说。“其他一切都在推动第一个多米诺骨牌。”?/ p>