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科学家用干细胞培育出会心跳的老鼠胚胎:还能长出肌肉和神经系统

前瞻网    2021-06-30 14:56

 

在弗吉尼亚大学(University of Virginia)的一个实验室里,科学家成功利用干细胞培育出具有生命的老鼠胚胎:它“出生”后就拥有跳动的心脏,并开始发育肌肉、肠道和神经系统。

科学家用干细胞培育出会心跳的老鼠胚胎:还能长出肌肉和神经系统

科学家们通过将不同类型的细胞编织在一起,激发了这些细胞的发展,使其成为“第一个哺乳动物胚胎的体外模型,可以用干细胞构建如此多的组织”。

研究人员称,这也是第一个有脊索的版本——脊索是支撑所有胚胎身体的软骨骨棒,“这是脊椎动物的明确特征”。该团队希望,这一突破将有助于研究人员了解哺乳动物的发展。

弗吉尼亚大学细胞生物学系的克里斯汀·西斯(Christine Thisse)博士在一份声明中说:“我们找到了一种方法来指导聚集的干细胞来启动胚胎发育。”

作为对这一受控指令的回应,这些聚合体发展成为类似胚胎的实体,其过程逐一重现了胚胎的步骤。“令人惊讶的是,我们可以得到存在于真正的老鼠胚胎中的各种组织。”

干细胞的使用开辟了科学的新天地,专家们可以利用这种特殊的细胞,创造具有不同功能的其他细胞。这包括将它们转化为老鼠和人类的心脏、大脑、骨骼和神经。

尽管科学家们渴望开始创造这样的器官,但许多人还在努力完善复杂的模型。然而,新模式似乎已经突破了所有的障碍。

Christine Thisse博士的丈夫、细胞生物系的成员Bernard Thisse博士,已经发现了一种方法,可以让他们按照自己的方式,在脊索周围组织细胞。

在这个模型中,脊索存在,消化道开始形成,心脏跳动,神经系统开始形成神经管,大约在怀孕后的第17天和第30天完成。

“这个体外老鼠模型表明,我们能够诱导细胞在正确的连续步骤中执行复杂的发育程序。”Christine Thisse博士表示。“有了各种各样的组织,我们希望科学界能够制造出具有适当血管形成、神经支配和与其他组织相互作用的器官。”

“这是未来能够在培养皿中制造出功能性人体替代器官的关键。”这将解决移植器官短缺的问题。”

不过,目前预计这个胚胎永远不会发育成一个完整的老鼠,因为它不会生长大脑的某些部分,生长会在老鼠胚胎妊娠中期相应的时间停止。

“我们目前生产的胚状体缺乏前脑区域,”Bernard Thisse说。“然而,有了我们所开发的技术,在某种程度上,我们应该能够操纵控制胚胎形成的分子信号,这应该会导致产生包含所有组织和器官的胚胎实体,包括前脑。”

译/前瞻经济学人APP资讯组

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