《胚胎模型的构建块:胚胎干细胞和胚外干细胞》

  • 来源专题:再生医学与脑科学
  • 编译者: 蒋君
  • 发布时间:2025-04-28
  • 单细胞受精卵发育成复杂的多细胞生物的过程在体内的空间和时间水平上受到精确调节。然而,理解发育的潜在机制,特别是在人类中,一直受到与研究自然胚胎相关的技术和伦理限制的限制。利用胚胎干细胞 (ESC) 在诱导和组装时自我组织的内在能力,研究人员建立了几种胚胎模型作为研究体外早期发育的替代方法。最近的研究揭示了胚外细胞在早期发育中的关键作用;许多小组通过结合胚外干细胞系,如滋养层干细胞 (TSC)、胚外中胚层细胞 (EXMC)、胚外内胚层细胞(啮齿动物中的 XEN)和下胚层干细胞(灵长类动物)创建了更复杂和精确的 ESC 衍生胚胎模型。在这里,我们总结了现有小鼠和人类胚胎和胚外干细胞的特征,并回顾了开发小鼠和人类胚胎模型的最新进展。
  • 原文来源:https://www.nature.com/articles/s41421-025-00780-6
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    • 来源专题:重大疾病防治
    • 编译者:蒋君
    • 发布时间:2023-10-12
    • 胚胎和胚胎外组织之间的相互作用在自然小鼠胚胎发生中至关重要。在这里,为了在体外实现这种相互作用,我们描述了一种使用小鼠胚胎干细胞组装完整的小鼠胚胎模型的方案,并诱导胚胎干细胞表达Cdx2(或滋养层干细胞)和Gata4,以分别重建外胚层、胚胎外胚层和内脏内胚层谱系。由此产生的完整胚胎模型概括了胚胎第5.0天至第8.5天的发育过程,产生了晚期胚胎和胚胎外组织,这些组织通过原肠胚形成来启动器官发生,形成头部和跳动的心脏结构以及卵黄囊和绒毛膜。一旦所需的干细胞系在培养中稳定维持,该方案需要1天来组装完整的胚胎模型,再培养8天直到头折叠阶段,尽管可以根据需要在早期发育阶段收集结构。具有小鼠干细胞培养经验的研究人员可以很容易地执行该方案,尽管他们将受益于植入后早期对自然小鼠胚胎的了解。
  • 《利用人类胚胎干细胞在实验室构建完整的胎龄为14天的人类胚胎模型》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2023-09-11
    •     2023年9月6日,来自以色列魏茨曼科学研究所等研究机构的研究人员在Nature期刊上发表了标题为“Complete human day 14 post-implantation embryo models from na?ve ES cells”的论文。在不使用精子、卵子或受精的情况下描述了他们如何诱导人类胚胎干细胞自我组装成一种类似早期胚胎的模型。这一进展有助于揭开妊娠早期不稳定的秘密,为流产和出生缺陷研究带来了希望,但也引发了新的伦理问题。     这些作者制作的胚胎模型长达14天,这是许多国家人类胚胎实验室研究的法定期限,也是大脑等器官开始发育的时间点。他们说,他们的研究不同于其他团队的研究工作,因为他们使用的是化学修饰而非基因修饰的胚胎干细胞,他们制作的模型更像真实的人类胚胎,有卵黄囊和羊膜腔。英国弗朗西斯-克里克研究所的James Briscoe说,这些相似之处可能使他们构建出的胚胎模型更有助于研究流产、出生缺陷和不孕症等疾病。他们的胚胎模型似乎能够产生在发育早期形成组织的所有不同类型的细胞。这些作者和没有参与这项研究的科学家们都强调,这些胚胎模型不应被视为人类胚胎。这些胚胎模型的结构“与子宫内的情况非常相似,但(并)不完全相同”。然而,产生这些胚胎模型的成功率也很低,胚胎干细胞正确组装的比例很小。     英国雷丁大学干细胞生物学专家Darius Widera说,不过,“与今年早些时候发表的类似研究相比,这些类似胚胎的结构包含了发育中胚胎的大部分细胞类型”。这项研究和近期的其他研究工作表明,“人类胚胎模型越来越复杂,越来越接近正常发育过程中发生的事件。”他补充说,这突出表明“比以往任何时候都更需要一个强有力的监管框架”。在英国,剑桥大学已开始为基于干细胞的人类胚胎模型制定该国的首个管理框架。英国法律禁止在实验室中培养超过14天的人类胚胎,但由于干细胞衍生的类似结构是人工形成的,现有法规并未明确涵盖。尽管如此,大多数科学家们还是对现阶段的研究工作采取了自愿限制措施。这项新的研究没有开发超过14天的胚胎模型,也不涉及将这些胚胎模型移植到人类或动物的子宫中。 编译来源:https://mp.weixin.qq.com/s/gZ4MK213xr_niage3t_zvw