來源：學(xué)術(shù)經(jīng)緯

　　無論你現(xiàn)在的身高有多高，體重有多重，幾十年前，我們的生命都誕生于單個(gè)細(xì)胞。而這個(gè)細(xì)胞在幾輪分裂后形成的囊胚結(jié)構(gòu)，雖然細(xì)胞總量并不多（只有大約100個(gè)），卻對(duì)著床，器官發(fā)育，乃至成年后的各種疾病有著潛在的影響。

　　盡管如此重要，但在囊胚結(jié)構(gòu)的研究上，科學(xué)家們卻遭遇了各種瓶頸。就拿小鼠來說，在通常的情況下，每只小鼠能產(chǎn)生的囊胚數(shù)量極為有限。如果實(shí)驗(yàn)材料不足，那我們自然也就沒有辦法研究囊胚發(fā)育過程中可能會(huì)遇到的各種問題，從而限制了我們對(duì)這一關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。今日，發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的一項(xiàng)研究，有望解決困擾科學(xué)家許久的難題。本研究的通訊作者是Salk研究所的知名干細(xì)胞學(xué)者Juan Carlos Izpisua Belmonte教授與德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的吳軍教授，共同第一作者為李榮輝博士，鐘翠青博士，以及于洋博士。

　　具體來看，這支研究團(tuán)隊(duì)使用小鼠的胚胎細(xì)胞或成熟細(xì)胞，分化出了一種叫做“潛能擴(kuò)展多能干細(xì)胞”（extended pluripotent stem cells，縮寫EPS細(xì)胞）的特殊干細(xì)胞。幾年前的一篇《細(xì)胞》論文指出，這類干細(xì)胞幾乎能發(fā)育成小鼠胚胎的所有細(xì)胞類型，無限之瘋狂掠美有著很高的應(yīng)用價(jià)值。

　　隨后，這些研究人員們開發(fā)了一種3D分化系統(tǒng)。在特殊的培養(yǎng)環(huán)境下，無限之瘋狂掠美一小組細(xì)胞之間會(huì)很快形成聯(lián)系，并開始形成類似囊胚的結(jié)構(gòu)（研究人員將其稱為EPS-blastoids）。這些形成聯(lián)系的細(xì)胞會(huì)慢慢發(fā)育成一個(gè)球形，并可以看到具有內(nèi)外兩層結(jié)構(gòu)。其中，外部一層細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白YAP開始激活。我們知道，在正常發(fā)育過程中，YAP誘導(dǎo)表達(dá)的蛋白，會(huì)促進(jìn)胎盤的發(fā)育。

　　自然產(chǎn)生的囊胚具有三種不同的細(xì)胞類型。通過單細(xì)胞RNA測(cè)序分析的方法，研究人員們發(fā)現(xiàn)，由干細(xì)胞誘導(dǎo)分化產(chǎn)生的類囊胚結(jié)構(gòu)中，同樣含有所有三種細(xì)胞譜系，且它們的轉(zhuǎn)錄水平與正常的囊胚很類似。

　　“類囊胚結(jié)構(gòu)的形成模擬了自然發(fā)育的過程。”本文的共同一作之一李榮輝博士在Salk研究所的新聞稿中說道。“對(duì)于研究哺乳動(dòng)物的早期發(fā)育而言，這會(huì)是非常有力的資源。”同樣是共同一作的鐘翠青博士補(bǔ)充道。

　　在另一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，一些類囊胚結(jié)構(gòu)可以順利著床，并誘導(dǎo)子宮內(nèi)膜的蛻膜化。不過它并不會(huì)發(fā)育成真正的胚胎。相反，它在著床后形成的組織，其結(jié)構(gòu)還較為無序。不過研究人員們指出，這依舊會(huì)給胚胎發(fā)育帶來足夠的洞見。

　　將來，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃使用基因編輯工具，了解不同的基因變化，會(huì)如何影響囊胚三種細(xì)胞譜系的發(fā)育。此外，我們也可以使用這一模型來測(cè)試不同的藥物和其他化學(xué)物質(zhì)對(duì)胚胎早期發(fā)育的影響。

　　“這些研究能讓我們更好地理解生命早期的過程，讓我們知道生命早期的單個(gè)細(xì)胞如何產(chǎn)生數(shù)百萬的細(xì)胞，這些細(xì)胞又是如何在時(shí)空上正確組合，發(fā)育成一個(gè)完整的生物，”本研究的負(fù)責(zé)人之一Izpisua Belmonte教授說道：“重要的是，這項(xiàng)工作能讓我們避免使用自然的胚胎，并可以擴(kuò)大研究規(guī)模。”

　　“著名的物理學(xué)家費(fèi)曼說過，‘我不能理解自己不能創(chuàng)造的東西’。生命如何從一個(gè)受精卵開始發(fā)育，依然是一個(gè)謎題。我們的類囊胚方法能夠幫助研究人員們獲取這一過程的全新洞見。”另一位負(fù)責(zé)人吳軍教授說道。

　　綜合來看，本研究表明我們能夠通過誘導(dǎo)，將成熟細(xì)胞變?yōu)轭愃朴谀遗叩慕Y(jié)構(gòu)。這為研究早期胚胎發(fā)育帶來了獨(dú)特而寶貴的平臺(tái)，對(duì)未來的探索有著重要價(jià)值。

本文地址：http://m.cx1133.com/info/2019/10/1810593274.html