重磅!這一發(fā)現(xiàn)證實，在整個動物界，指導(dǎo)發(fā)育中胚胎細(xì)胞命運的這一簇細(xì)胞從進(jìn)化上是保守的。 
 

    恒遠(yuǎn)報道：決定一個細(xì)胞命運的因素是什么？這個問題正如人的命運一樣，依然是一個謎。為什么人類胚胎中的一個干細(xì)胞會分化成神經(jīng)元而不是肌肉細(xì)胞？另一個細(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)的一個研究團(tuán)隊在Ali H. Brivanlou的指導(dǎo)下完成了一項zuixin發(fā)現(xiàn)，揭示了細(xì)胞命運決定的分子環(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，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，引導(dǎo)其他細(xì)胞以特定的方式生長和發(fā)育。當(dāng)一個組織者從一個胚胎移植到另一個胚胎時，它會刺激它的新主體產(chǎn)生次級脊柱和中樞神經(jīng)系統(tǒng)，并形成脊髓和大腦。

    然而，由于倫理條款的約束，限制了對人類胚胎的實驗，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)隊展開了一系列人造人類胚胎的實驗：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，可以用作真實事物的實驗替身。

    此前的研究表明，三種不同的信號傳導(dǎo)途徑能驅(qū)動動物（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時，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)胞并不是真實的細(xì)胞。
 

    為了驗證他們的這一發(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)胞從一個物種移植到另一個物種并不容易：這一研究團(tuán)隊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，因為盡管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)系更近的動物）中建立新的結(jié)構(gòu)，這表明動物細(xì)胞選擇特定命運的能力已經(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的實際信號已經(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初時刻具體什么時間點以及如何發(fā)生了錯誤。這樣可以用于預(yù)防流產(chǎn)和出生缺陷，同時開發(fā)針對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。