化工儀器網(wǎng)
公司動態(tài)
重磅!*次看到人類胚胎Z早的細胞命運決定
閱讀：1246 發(fā)布時間：2018-5-29 重磅!這一發(fā)現(xiàn)證實，在整個動物界，指導發(fā)育中胚胎細胞命運的這一簇細胞從進化上是保守的。
恒遠報道：決定一個細胞命運的因素是什么？這個問題正如人的命運一樣，依然是一個謎。為什么人類胚胎中的一個干細胞會分化成神經(jīng)元而不是肌肉細胞？另一個細胞為什么構(gòu)建的是軟骨而不是心臟組織？
洛克菲勒大學的一個研究團隊在Ali H. Brivanlou的指導下完成了一項zuixin發(fā)現(xiàn)，揭示了細胞命運決定的分子環(huán)路。這一研究成果公布在5月24日的Nature雜志上，為研究人類發(fā)育zui早階段奠定了新的平臺，將可能為各種疾病帶來新的治療方法。
在活的嫁接的雞胚中的人胚胎干細胞（紅色）
組織天才
我們知道，胚胎干細胞可以分化成人體任何特化的細胞類型：比如骨骼和腦，肺和肝臟。
而且在兩棲類和魚類胚胎中發(fā)現(xiàn)的特殊細胞群在塑造早期發(fā)育結(jié)構(gòu)中起著執(zhí)行作用。這些被稱為“組織者”的細胞群能發(fā)出分子信號，引導其他細胞以特定的方式生長和發(fā)育。當一個組織者從一個胚胎移植到另一個胚胎時，它會刺激它的新主體產(chǎn)生次級脊柱和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并形成脊髓和大腦。
然而，由于倫理條款的約束，限制了對人類胚胎的實驗，目前科學家們尚不清楚人體內(nèi)是否也存在類似的組織者。
為了研究這一可能性，Brivanlou和他的團隊展開了一系列人造人類胚胎的實驗：他們在人類胚胎干細胞培育生長大約一毫米的細小細胞群。盡管與自然界的對應物相差甚遠，但這些人造模擬物含有許多存在于真正人類胚胎中的細胞和組織，可以用作真實事物的實驗替身。
此前的研究表明，三種不同的信號傳導途徑能驅(qū)動動物（如小鼠和青蛙）的早期胚胎發(fā)育。
Brivanlou等人激活了培養(yǎng)皿中的人造人胚胎中的這些通路，發(fā)現(xiàn)相同的分子信號也可以誘導人類細胞的發(fā)育。當以正確的順序給予這些信號時，人造胚胎甚至能產(chǎn)生了它們自己的組織者。
但是，培養(yǎng)皿的細胞并不是真實的細胞。
為了驗證他們的這一發(fā)現(xiàn)，研究人員將人造人胚胎移植到真正的雞胚上，在此之前他們用熒光標記標記人類細胞，這樣就能在顯微鏡下追蹤細胞。
接下來發(fā)生的事讓他們感到震驚。
令人驚訝的發(fā)現(xiàn)
將細胞從一個物種移植到另一個物種并不容易：這一研究團隊以前曾嘗試將人造人類胚胎與真正的小鼠胚胎結(jié)合，結(jié)果證明這非常困難，并且還沒有人成功的將人類胚胎細胞嫁接到早期鳥類胚胎上。
然而，他們做到了，在他們將胚胎移植過去之后，人類細胞就為第二脊柱和神經(jīng)系統(tǒng)邁出了*步，這一行為清楚地指向了一個真正的人類組織者的存在。
“令我驚訝的是，移植不僅存活了下來，而且實際上還了這些美麗的組織結(jié)構(gòu)，”Brivanlou說。人類特異性核抗原染色雞胚在活的嫁接的雞胚中的人胚胎干細胞（紅色）人類特異性核抗原染色雞胚之后更令他驚訝的是這些結(jié)構(gòu)的出處，因為盡管zui終構(gòu)成第二脊柱的軟骨和骨組織的祖細胞*由人類細胞組成，但zui終形成伴隨的脊髓和腦的神經(jīng)組織的起點是由雞的細胞組成。
Brivanlou認為，人類細胞能夠在雞胚（雞是一種與恐龍親緣關(guān)系更近的動物）中建立新的結(jié)構(gòu)，這表明動物細胞選擇特定命運的能力已經(jīng)存在了數(shù)億年。
這些人類細胞能夠指導雞細胞分化為神經(jīng)組織的事實也表明，參與細胞通信的分子，也就是細胞相互傳遞以影響它們命運的實際信號已經(jīng)存在很多年了。
Brivanlou說：“一旦將人類組織者移植到雞胚胎中，就能指導雞細胞建立大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，這與兩棲動物和魚類所采用的方式相同。”
再生醫(yī)學
了解未分化干細胞如何成為特定類型的組織對于再生醫(yī)學至關(guān)重要，這種醫(yī)學方法需要基于干細胞的技術(shù)治愈和恢復衰老組織，甚至用新生的組織替代它們。
此外，Brivanlou等人發(fā)明的移植方法也是研究人類早期發(fā)育階段的強大新工具，利用這一工具，研究人員可以了解在生命的zui初時刻具體什么時間點以及如何發(fā)生了錯誤。這樣可以用于預防流產(chǎn)和出生缺陷，同時開發(fā)針對包括從癌癥到糖尿病等疾病的新療法。
“如果你想了解某些東西，你必須首先了解它的起源，”Brivanlou說，“如果我們想了解人類疾病的起源，我們必須找到分析人類細胞的方法。”上海恒遠混跡醫(yī)學科研圈已久，為了與廣大科研工作者一起交流科研問題，共同提高，讓您成為真正的科研能手。