人类原肠化多能干细胞系的建立及其稳定分化为多谱系原肠细胞的能力研究

为解决传统多能干细胞(PSCs)培养系统仅能稳定单一细胞类型、缺乏胚胎内外细胞动态互作的局限性，研究人员开发了统一培养体系，成功培育出具有稳定分化潜能的人类原肠化干细胞(hGaSCs)。该细胞群包含内胚层样、中胚层样、外胚层样等多谱系细胞，可自组装形成模拟Carnegie第7期人类胚胎的类原肠胚结构(hGaSC-gastruloids)，并揭示丙戊酸(VPA)致畸分子机制。该突破为研究人类原肠化、器官发生及药物致畸性提供了全新平台。

　　

科学家们突破性地建立了能够稳定分化的人类原肠化干细胞(human gastrulating stem cells, hGaSCs)培养体系。与常规多能干细胞(pluripotent stem cells, PSCs)仅能维持单一状态不同，这些细胞完美模拟了体内外胚层细胞的连续动态特征，包含内胚层样(endoderm-like)、中胚层样(mesoderm-like)、外胚层样(ectoderm-like)、羊膜外胚层样(amnion ectoderm-like)和原始生殖细胞样(primordial germ cell-like)五大类群。在三维培养条件下，这些细胞会自发组装成类原肠胚结构(hGaSC-gastruloids)，精确重现人类胚胎Carnegie第7期的原肠运动和胚层特化过程。

研究团队巧妙利用该模型揭示了抗癫痫药丙戊酸(valproic acid, VPA)干扰人类原肠化的分子通路。更令人振奋的是，当将这些干细胞移植至生精小管时，它们不再像畸胎瘤那样无序生长，而是形成了具有完整器官发育潜能的胚胎样结构。这项研究犹如打开了一扇观察人类早期发育的"时空之窗"，为探索器官发生奥秘、解析发育缺陷机制、评估药物致畸风险提供了革命性工具，在干细胞培育器官领域展现出广阔前景。