《Nature | 人多能干细胞的下胚层调控外胚层发育》

  • 来源专题:战略生物资源
  • 编译者: 李康音
  • 发布时间:2023-12-11
  • 2023年12月5日,京都大学等机构的研究人员在Nature发表题为Hypoblast from human pluripotent stem cells regulates epiblast development的文章。

    最近,一些利用人类胚胎培养和单细胞RNA-seq (scRNA-seq)分析的研究揭示了人类和小鼠之间的差异,因此有必要对人类胚胎进行研究。尽管人类胚胎学的重要性,伦理和法律的限制限制了植入后阶段的研究。因此,最近的努力集中在利用人类干细胞开发体外自组织模型。

    该研究报道了从原始人类多能干细胞(hPSCs)中产生真正的下胚细胞(nHyC)的遗传和非遗传方法,nHyC可以产生胚胎发育所必需的两种胚胎外组织之一。nHyCs自发地与原始的hPSCs组装,形成具有前羊膜样腔的三维双层结构(bilaminoids)。在第二胚外组织(滋养外胚层)中存在额外的原始hpsc衍生的类似物时,胆酰胺形成的效率从20%增加到40%,并且胆酰胺内的外胚层继续发育,以响应滋养外胚层分泌的il - 6。

    此外,研究人员发现胆胺类物质强有力地概括了前-后轴的模式和反映前原肠胚阶段的细胞形成,其出现可以通过基因操纵DKK1/OTX2次母细胞样结构域来塑造。因此,该研究成功地模拟并揭示了两种胚胎外组织有效地指导外胚层的阶段特异性生长和进展的机制,因为它建立了人类胚胎发生的着床后里程碑。

相关报告
  • 《Cell | 揭示原始内胚层多能性:重塑胚胎发育的新途径》

    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-06-29
    • 2024年6月24日,哥本哈根大学的研究人员在Cell杂志发表了题为The primitive endoderm supports lineage plasticity to enable regulative development的文章,发现单独的PrE细胞就足以再生出完整的囊胚,并继续植入后的发育。 研究人员在体外鉴定了一种与早期PrE相似的细胞群体,这些细胞群体展示了相同的胚胎和胚外的多能性,能够形成完整的干细胞模型——称为胚样体(blastoids)。PrE细胞的分化受JAK/STAT信号通路的抑制,同时OCT4的持续表达以及一部分多能性相关转录因子的表达,维持了一种允许多谱系分化的增强子(enhancer)景观。 该研究表明,转录因子的持续存在是调控发育中多能性的基础,并强调了PrE在受干扰发育中的重要性。该研究为理解胚胎早期发育中的细胞多能性机制提供了新的见解,并揭示了PrE在再生胚胎发育过程中的关键作用。 这些发现不仅挑战了传统观点,即PrE只是简单的支持组织,还表明它在胚胎发育的调节性过程中发挥了重要作用。通过深入研究PrE的分子基础和其在多能性维持中的作用,可以更好地理解胚胎发育的复杂性及其潜在的应用前景。
  • 《Nature Communications | 胚层发生过程中连续时间系列的真实单细胞三维空间转录组图谱》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-09-26
    • 2023年9月14日, 景乃禾团队与澳大利亚悉尼大学Patrick Tam 教授在Nature Communications在线发表了最新合作研究成果 Time Space and Single-Cell Resolved Tissue Lineage Trajectories and Laterality of Body Plan at Gastrulation。 该研究通过开发单细胞转录组空间重构算法(MDSC mapping),实现了单细胞转录组数据的有参空间重构;通过整合高时间精度的胚胎空间转录组数据和MDSC mapping算法,构建了胚层发生过程中连续时间系列的真实单细胞三维空间转录组图谱;通过分析单细胞空间图谱中不同空间位置的单细胞组成,解析了小鼠原肠胚中单细胞分布的空间异质性;基于单细胞空间异质性的分布这一新线索,发现了早于经典发育学认知的胚胎左-右体轴建立的潜在新起点;结合多种遗传学小鼠模型及胚胎体外培养系统,揭示了BMP信号在胚胎左-右体轴建立起始阶段的重要作用。这项工作,为理解胚层谱系建立规律、胚胎空间模式建成的调控机制等提供了大量翔实的数据和崭新的思路,为哺乳动物体轴极性的建立机制提供了新的见解,极大推动了胚胎发育及干细胞转化研究领域的发展。 本文内容转载自“BioArt”微信公众号。原文链接: https://mp.weixin.qq.com/s/CW6IqNLYbgeaqHvRqF-hLg