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日內瓦大學研究發現乾細胞將自己組織成假胚胎


哺乳動物體的確定結構在胚胎植入子宮後不久建立。身體的前後,腹側和中側 - 外側軸在基因網路的控制下組織起來,該基因網路協調胚胎各個區域中DNA的轉錄。來自日內瓦大學(UNIGE),英國劍橋大學和洛桑聯邦理工學院(EPFL)的研究人員現在報告了小鼠乾細胞產生具有相似能力的假胚胎的能力。這些結構僅由約300個胚胎乾細胞組成,稱為類似於胚胎,具有與6至10天齡胚胎後部相似的發育特徵。該研究發表在Nature雜誌上,表明三個主要的胚軸是根據類似於胚胎的基因表達程式形成的。因此,胃泌素具有研究哺乳動物正常或病理性胚胎髮育早期階段的顯著潛力。

研究編排早期哺乳動物胚胎形成的過程受到難以獲得它們的阻礙。英國劍橋大學遺傳學系教授Alfonso Martinez Arias最近發現,在某些條件下,小鼠胚胎乾細胞可以組裝成三維聚集體,在培養中保持伸長。這些被稱為「胃腸」的實體顯示出胚胎髮育早期階段的不同特徵。

相互依存的發展進程

「為了確定是否將雄性胚胎組織成真正的胚胎結構,我們在不同發育階段表徵了它們的遺傳激活水準,」UNIGE科學學院和瑞士研究所遺傳學和進化系教授Denis Duboule解釋道。 EPFL實驗性癌症研究。研究人員確定並量化了從胃腸道轉錄的RNA,並將表達的基因與處於可比發育階段的小鼠胚胎進行了比較。

「胚胎形成類似於胚胎後部的結構,其發育程式與頭部的結構略有不同,」日內瓦小組科學家,該研究的共同第一作者萊昂納多貝卡裡說。這些假胚胎表達構成未來組織所必需的各種類型祖細胞的特徵基因。「基因表達譜的複雜性隨著時間的推移而增加,出現了來自不同胚胎細胞譜系的標記物,就像在對照胚胎中觀察到的譜圖一樣,」劍橋團隊的科學家Naomi Moris和該文章的共同第一作者說。

建築師基因在胚胎中被激活

在肌腱的前後,背腹和中外側軸的形成期間,這些團隊的成員可以想像一個驚人的財產; 「建築師」Hox基因通常在胚胎中以精確的連續順序激活,在體外培養的胃腸道中同樣被很好地激活。「隨著時間的推移,Hox基因網路的實施模仿了胚胎的尾部,證實了胚胎的自我組織水準非常高,」EPFL的遺傳學家,該研究的共同第一作者Mehmet Girgin解釋道。

根據3R,這些人工假胚胎在某些情況下將提供動物實驗的替代方法。3Rs原則(減少,替代,改進)已在國際上建立,作為應用於動物實驗的倫理方法的基礎。它旨在減少使用的動物數量,改善實驗條件以改善動物福利,並最終儘可能用其他實驗方法替代動物模型。胃泌素將補充動物胚胎的使用,從而減少其在哺乳動物胚胎髮育研究中的數量。


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