干細(xì)胞將自己組織成假胚胎
哺乳動(dòng)物體的確定結(jié)構(gòu)在胚胎植入子宮后不久建立。身體的前后,腹側(cè)和中側(cè) - 外側(cè)軸在基因網(wǎng)絡(luò)的控制下組織起來,所述基因網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)胚胎各個(gè)區(qū)域中DNA的轉(zhuǎn)錄。來自日內(nèi)瓦大學(xué)(UNIGE),英國劍橋大學(xué)和洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的研究人員現(xiàn)在報(bào)告了小鼠干細(xì)胞產(chǎn)生具有相似能力的假胚胎的能力。
這些結(jié)構(gòu)僅由約300個(gè)胚胎干細(xì)胞建立,稱為類似于胚胎的結(jié)構(gòu),其發(fā)育特征與6至10天齡的胚胎后部相似。這項(xiàng)發(fā)表在“ 自然 ”雜志上的研究表明,三個(gè)主要的胚胎軸是根據(jù)類似于胚胎的基因表達(dá)程序形成的。因此,胃泌素具有研究哺乳動(dòng)物正?;虿±砼咛グl(fā)育早期階段的顯著潛力。
研究編排早期哺乳動(dòng)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(xué)遺傳學(xué)系教授Alfonso Martinez Arias最近發(fā)現(xiàn),在某些條件下,小鼠胚胎干細(xì)胞可以組裝成三維聚集體,在培養(yǎng)中保持伸長。這些被稱為“胃腸”的實(shí)體顯示出胚胎發(fā)育早期階段的不同特征。
相互依存的發(fā)展進(jìn)程
“為了確定是否將雄性胚胎組織成真正的胚胎結(jié)構(gòu),我們?cè)诓煌陌l(fā)育階段表征了它們的遺傳激活水平,”UNIGE科學(xué)學(xué)院和瑞士研究所遺傳學(xué)和進(jìn)化系教授Denis Duboule解釋道。用于EPFL的實(shí)驗(yàn)性癌癥研究。研究人員確定并量化了從胃腸道轉(zhuǎn)錄的RNA,并將表達(dá)的基因與發(fā)育階段的小鼠胚胎進(jìn)行了比較。
“胚胎形成類似于胚胎后部的結(jié)構(gòu),其發(fā)育程序與頭部的結(jié)構(gòu)略有不同,”日內(nèi)瓦小組科學(xué)家萊昂納多貝卡里說,該研究的共同第一作者。這些假胚胎表達(dá)構(gòu)成未來組織所必需的各種類型祖細(xì)胞的特征基因。“基因表達(dá)譜的復(fù)雜性隨著時(shí)間的推移而增加,出現(xiàn)了來自不同胚胎細(xì)胞譜系的標(biāo)記物,就像在對(duì)照胚胎中觀察到的譜圖一樣,”劍橋團(tuán)隊(duì)的科學(xué)家Naomi Moris和該文章的共同第一作者說。
建筑師基因在胚胎中被激活
在肌腱的前后,背腹和中外側(cè)軸的形成期間,這些團(tuán)隊(duì)的成員可以想象一個(gè)驚人的財(cái)產(chǎn); “建筑師”Hox基因通常在胚胎中按照精確的順序激活,在體外培養(yǎng)的胃腸道中同樣被很好地激活。“隨著時(shí)間的推移,Hox基因網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施模仿了胚胎的尾部,證實(shí)了肌肉群的自我組織水平非常高,”EPFL的遺傳學(xué)家,該研究的共同第一作者M(jìn)ehmet Girgin解釋道。
根據(jù)3Rs,這些人工假胚胎在某些情況下將提供動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的替代方法。3Rs原則(減少,替代,改進(jìn))已在國際上建立,作為應(yīng)用于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的倫理方法的基礎(chǔ)。它旨在減少使用的動(dòng)物數(shù)量,改善實(shí)驗(yàn)條件以改善動(dòng)物福利,并最終盡可能用其他實(shí)驗(yàn)方法替代動(dòng)物模型。胃泌素將補(bǔ)充動(dòng)物胚胎的使用,從而減少其在哺乳動(dòng)物胚胎發(fā)育研究中的數(shù)量。
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