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重磅!*次看到人類胚胎Z早的細(xì)胞命運(yùn)決定
閱讀：1171 發(fā)布時(shí)間：2018-5-29 重磅!這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)，在整個(gè)動(dòng)物界，指導(dǎo)發(fā)育中胚胎細(xì)胞命運(yùn)的這一簇細(xì)胞從進(jìn)化上是保守的。
恒遠(yuǎn)報(bào)道：決定一個(gè)細(xì)胞命運(yùn)的因素是什么？這個(gè)問題正如人的命運(yùn)一樣，依然是一個(gè)謎。為什么人類胚胎中的一個(gè)干細(xì)胞會(huì)分化成神經(jīng)元而不是肌肉細(xì)胞？另一個(gè)細(xì)胞為什么構(gòu)建的是軟骨而不是心臟組織？
洛克菲勒大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在Ali H. Brivanlou的指導(dǎo)下完成了一項(xiàng)zuixin發(fā)現(xiàn)，揭示了細(xì)胞命運(yùn)決定的分子環(huán)路。這一研究成果公布在5月24日的Nature雜志上，為研究人類發(fā)育zui早階段奠定了新的平臺(tái)，將可能為各種疾病帶來新的治療方法。
在活的嫁接的雞胚中的人胚胎干細(xì)胞（紅色）
組織天才
我們知道，胚胎干細(xì)胞可以分化成人體任何特化的細(xì)胞類型：比如骨骼和腦，肺和肝臟。
而且在兩棲類和魚類胚胎中發(fā)現(xiàn)的特殊細(xì)胞群在塑造早期發(fā)育結(jié)構(gòu)中起著執(zhí)行作用。這些被稱為“組織者”的細(xì)胞群能發(fā)出分子信號(hào)，引導(dǎo)其他細(xì)胞以特定的方式生長和發(fā)育。當(dāng)一個(gè)組織者從一個(gè)胚胎移植到另一個(gè)胚胎時(shí)，它會(huì)刺激它的新主體產(chǎn)生次級(jí)脊柱和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并形成脊髓和大腦。
然而，由于倫理?xiàng)l款的約束，限制了對(duì)人類胚胎的實(shí)驗(yàn)，目前科學(xué)家們尚不清楚人體內(nèi)是否也存在類似的組織者。
為了研究這一可能性，Brivanlou和他的團(tuán)隊(duì)展開了一系列人造人類胚胎的實(shí)驗(yàn)：他們在人類胚胎干細(xì)胞培育生長大約一毫米的細(xì)小細(xì)胞群。盡管與自然界的對(duì)應(yīng)物相差甚遠(yuǎn)，但這些人造模擬物含有許多存在于真正人類胚胎中的細(xì)胞和組織，可以用作真實(shí)事物的實(shí)驗(yàn)替身。
此前的研究表明，三種不同的信號(hào)傳導(dǎo)途徑能驅(qū)動(dòng)動(dòng)物（如小鼠和青蛙）的早期胚胎發(fā)育。
Brivanlou等人激活了培養(yǎng)皿中的人造人胚胎中的這些通路，發(fā)現(xiàn)相同的分子信號(hào)也可以誘導(dǎo)人類細(xì)胞的發(fā)育。當(dāng)以正確的順序給予這些信號(hào)時(shí)，人造胚胎甚至能產(chǎn)生了它們自己的組織者。
但是，培養(yǎng)皿的細(xì)胞并不是真實(shí)的細(xì)胞。
為了驗(yàn)證他們的這一發(fā)現(xiàn)，研究人員將人造人胚胎移植到真正的雞胚上，在此之前他們用熒光標(biāo)記標(biāo)記人類細(xì)胞，這樣就能在顯微鏡下追蹤細(xì)胞。
接下來發(fā)生的事讓他們感到震驚。
令人驚訝的發(fā)現(xiàn)
將細(xì)胞從一個(gè)物種移植到另一個(gè)物種并不容易：這一研究團(tuán)隊(duì)以前曾嘗試將人造人類胚胎與真正的小鼠胚胎結(jié)合，結(jié)果證明這非常困難，并且還沒有人成功的將人類胚胎細(xì)胞嫁接到早期鳥類胚胎上。
然而，他們做到了，在他們將胚胎移植過去之后，人類細(xì)胞就為第二脊柱和神經(jīng)系統(tǒng)邁出了*步，這一行為清楚地指向了一個(gè)真正的人類組織者的存在。
“令我驚訝的是，移植不僅存活了下來，而且實(shí)際上還了這些美麗的組織結(jié)構(gòu)，”Brivanlou說。人類特異性核抗原染色雞胚在活的嫁接的雞胚中的人胚胎干細(xì)胞（紅色）人類特異性核抗原染色雞胚之后更令他驚訝的是這些結(jié)構(gòu)的出處，因?yàn)楸M管zui終構(gòu)成第二脊柱的軟骨和骨組織的祖細(xì)胞*由人類細(xì)胞組成，但zui終形成伴隨的脊髓和腦的神經(jīng)組織的起點(diǎn)是由雞的細(xì)胞組成。
Brivanlou認(rèn)為，人類細(xì)胞能夠在雞胚（雞是一種與恐龍親緣關(guān)系更近的動(dòng)物）中建立新的結(jié)構(gòu)，這表明動(dòng)物細(xì)胞選擇特定命運(yùn)的能力已經(jīng)存在了數(shù)億年。
這些人類細(xì)胞能夠指導(dǎo)雞細(xì)胞分化為神經(jīng)組織的事實(shí)也表明，參與細(xì)胞通信的分子，也就是細(xì)胞相互傳遞以影響它們命運(yùn)的實(shí)際信號(hào)已經(jīng)存在很多年了。
Brivanlou說：“一旦將人類組織者移植到雞胚胎中，就能指導(dǎo)雞細(xì)胞建立大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，這與兩棲動(dòng)物和魚類所采用的方式相同。”
再生醫(yī)學(xué)
了解未分化干細(xì)胞如何成為特定類型的組織對(duì)于再生醫(yī)學(xué)至關(guān)重要，這種醫(yī)學(xué)方法需要基于干細(xì)胞的技術(shù)治愈和恢復(fù)衰老組織，甚至用新生的組織替代它們。
此外，Brivanlou等人發(fā)明的移植方法也是研究人類早期發(fā)育階段的強(qiáng)大新工具，利用這一工具，研究人員可以了解在生命的zui初時(shí)刻具體什么時(shí)間點(diǎn)以及如何發(fā)生了錯(cuò)誤。這樣可以用于預(yù)防流產(chǎn)和出生缺陷，同時(shí)開發(fā)針對(duì)包括從癌癥到糖尿病等疾病的新療法。
“如果你想了解某些東西，你必須首先了解它的起源，”Brivanlou說，“如果我們想了解人類疾病的起源，我們必須找到分析人類細(xì)胞的方法。”上海恒遠(yuǎn)混跡醫(yī)學(xué)科研圈已久，為了與廣大科研工作者一起交流科研問題，共同提高，讓您成為真正的科研能手。