培育人类脊索组织的干细胞模型成功开发

 

科技日报北京12月18日电 （记者张佳欣）英国弗朗西斯·克里克研究所科学家开发了一种能培育出人类脊索的干细胞模型，这是人类首次在干细胞模型中培育出脊索组织。在胚胎发育过程中，脊索就像是一个GPS导航系统，引导细胞构建脊柱和神经系统。这一成果标志着科学家在研究人体早期发育形态方面迈出了重要一步，相关论文18日发表在《自然》杂志上。

人类躯干状类器官切片。脊索（绿色）导致神经组织（蓝色）形成图案（洋红色）。
图片来源：英国弗朗西斯·克里克研究所

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脊索是一种棒状组织，是所有脊椎动物的标志性特征。是发育中支撑躯干的关键部分，有助于确定身体的主轴。它就像发育中胚胎的GPS系统，指导脊柱和神经系统的形成。但由于其结构的复杂性，在实验室中生成这种重要组织一直是个难题。

此次，研究人员首先通过鸡胚胎了解了脊索如何自然形成。通过将其与现有小鼠和猴子胚胎信息进行比较，他们终于确定了形成脊索组织所需的分子信号的时机和顺序。

以前实验室培育脊索失败的原因之一是不清楚何时添加所需的成分。现在，团队找到了正确“配方”，生成了一系列精确的化学信号序列，并借此诱导人类干细胞形成脊索。

干细胞形成了一个微型的“躯干状”结构，该结构可发出化学信号，可自发延长至1—2毫米。它包含正在发育的神经组织和骨干细胞，其排列方式与人类胚胎的发育方式相似。这表明脊索正在促使细胞在正确的时间、正确的位置发育成正确的组织类型。

研究人员表示，这项成果有助于深入探索影响脊柱和脊髓的先天性缺陷，还可能为研究影响椎间盘（由脊索发育而来的位于椎骨之间的减震垫）的疾病提供新见解。

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