革命性研究:科學家從皮膚細胞中創造出首個早期人類胚胎模型

廣告
廣告

纖維細胞衍生的早期胚胎模型將首次被允許廣泛研究極早期流產的原因,以及毒素和藥物對早期發育的影響。這一發現將徹底改變對早期流產、不孕不育原因的研究,以及對人類早期發育的研究。澳大利亞墨爾本莫納什大學領導的一個國際科學家團隊從皮膚細胞中生成了一個人類胚胎模型–iBlastoids,可以用來在實驗室中模擬早期人類胚胎的生物學。

革命性研究:科學家從皮膚細胞中創造出首個早期人類胚胎模型

該團隊由莫納什大學生物醫學發現研究所和澳大利亞再生醫學研究所的 Jose Polo 教授領導,團隊中包括第一作者 Xiaodong(Ethan)Liu 博士和博士生 Jia Ping Tan,以及澳大利亞合作者 Dr. Jennifer Zenker,來自莫納什大學和西澳大學的 Ryan Lister 教授,以及國際合作者,新加坡杜克國立大學的 Owen Rackham 副教授和美國加州大學洛杉磯分校的 Amander Clark 教授。他們成功地將這些成纖維細胞或皮膚細胞重編程為一種三維細胞結構,在形態和分子上與人類囊胚相似。

革命性研究:科學家從皮膚細胞中創造出首個早期人類胚胎模型

該成果是未來人類早期發育和不孕不育研究的重大突破。迄今為止,研究這些最初的日子的唯一方法是通過使用從試管嬰兒程序中獲得的難以獲得且稀缺的囊胚。Polo 教授說:「iBlastoids將使科學家能夠研究人類發育的非常早期的步驟,以及不孕不育、先天性疾病的一些原因,以及毒素和病毒對早期胚胎的影響–而不需要使用人類的囊胚,而且重要的是,以前所未有的規模,加速我們對新療法的理解和開發」。

Polo實驗室成功地使用一種名為「核重編程」(nuclear reprogramming)的技術生成了 iBlastoids,該技術允許他們改變人類皮膚細胞的細胞特性,當這些細胞被放置在被稱為細胞外基質的 3D「果凍」支架中時,它們會組織成類似囊胚的結構,他們將其命名為 iBlastoids。

廣告
廣告

iBlastoids 模型的整體遺傳學和人類囊胚的架構,包括由epiblast樣細胞,由滋養層樣細胞的外層和類似囊胚的空腔包圍的內部細胞團狀結構。在人類胚胎中,外胚層繼續發育成胚胎本體,而滋養層則成為胎盤。

革命性研究:科學家從皮膚細胞中創造出首個早期人類胚胎模型

不過,iBlastoids並不完全與囊胚相同。例如,早期的囊胚被封閉在透明帶內,透明帶是由卵子衍生出來的一層膜,在受精過程中與精子相互作用,隨後消失。由於 iBlastoid 是從成年成纖維細胞中提取的,它們不具有透明帶。

論文第一作者,Xiaodong Ethan Liu 說:「只有當所有數據匯聚在一起並指向同一個方向時,我們才能確定我們得到了這樣的結論」。另外一位第一作者 Tan Jia Ping Tan 補充說:「我們真的很驚訝皮膚細胞可以重新編程為類似於胚泡的3D細胞結構」。

廣告
廣告