[所屬分類:新聞動態] [發布時間:2019-10-21] [發布人:] [閱讀次數:] [返回]

山東拓普生物工程有限公司

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 無論你現在的身高有多高，體重有多重，幾十年前，我們的生命都誕生于單個細胞。而這個細胞在幾輪分裂后形成的囊胚結構，雖然細胞總量并不多（只有大約100個），卻對著床、器官發育、乃至成年后的各種疾病有著潛在的影響。

  盡管如此重要，但在囊胚結構的研究上，科學家們卻遭遇了各種瓶頸。就拿小鼠來說，在通常的情況下，每只小鼠能產生的囊胚數量極為有限。如果實驗材料不足，那我們自然也就沒有辦法研究囊胚發育過程中可能會遇到的各種問題，從而限制了我們對這一關鍵結構的認知。有望解決困擾科學家許久的難題。本研究的通訊作者是Salk研究所的知名干細胞學者Juan Carlos Izpisua Belmonte教授與德克薩斯大學西南醫學中心的吳軍教授，共同第一作者為李榮輝博士、鐘翠青博士、以及于洋博士。

  具體來看，這支研究團隊使用小鼠的胚胎細胞或成熟細胞，分化出了一種叫做“潛能擴展多能干細胞”（extended pluripotent stem cells，縮寫EPS細胞）的特殊干細胞。

  隨后，這些研究人員們開發了一種3D分化系統。在特殊的培養環境下，一小組細胞之間會很快形成聯系，并開始形成類似囊胚的結構（研究人員將其稱為EPS-blastoids）。這些形成聯系的細胞會慢慢發育成一個球形，并可以看到具有內外兩層結構。其中，外部一層細胞的轉錄調控蛋白YAP開始激活。我們知道，在正常發育過程中，YAP誘導表達的蛋白，會促進胎盤的發育。

  自然產生的囊胚具有三種不同的細胞類型。通過單細胞RNA測序分析的方法，研究人員們發現，由干細胞誘導分化產生的類囊胚結構中，同樣含有所有三種細胞譜系，且它們的轉錄水平與正常的囊胚很類似。

  “類囊胚結構的形成模擬了自然發育的過程。”本文的共同一作之一李榮輝博士在Salk研究所的新聞稿中說道。“對于研究哺乳動物的早期發育而言，這會是非常有力的資源。”同樣是共同一作的鐘翠青博士補充道。

  在另一項實驗中，一些類囊胚結構可以順利著床，并誘導子宮內膜的蛻膜化。不過它并不會發育成真正的胚胎。相反，它在著床后形成的組織，其結構還較為無序。不過研究人員們指出，這依舊會給胚胎發育帶來足夠的洞見。

  將來，研究團隊計劃使用基因編輯工具，了解不同的基因變化，會如何影響囊胚三種細胞譜系的發育。此外，我們也可以使用這一模型來測試不同的藥物和其他化學物質對胚胎早期發育的影響。

  “這些研究能讓我們更好地理解生命早期的過程，讓我們知道生命早期的單個細胞如何產生數百萬的細胞，這些細胞又是如何在時空上正確組合，發育成一個完整的生物，”本研究的負責人之一Izpisua Belmonte教授說道：“重要的是，這項工作能讓我們避免使用自然的胚胎，并可以擴大研究規模。”

  “著名的物理學家費曼說過，‘我不能理解自己不能創造的東西’。生命如何從一個受精卵開始發育，依然是一個謎題。我們的類囊胚方法能夠幫助研究人員們獲取這一過程的全新洞見。”另一位負責人吳軍教授說道。

  綜合來看，本研究表明我們能夠通過誘導，將成熟細胞變為類似于囊胚的結構。這為研究早期胚胎發育帶來了獨特而寶貴的平臺，對未來的探索有著重要價值。