可诱导人类植入后发育模型:揭示原始态与始发态干细胞协同发育机制

【字体: 时间:2025年09月01日 来源:Cell Stem Cell 20.4

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  为解决人类植入后早期发育研究样本稀缺的难题,来自Wu团队的研究人员通过整合始发态人类多能干细胞(hPSCs)和原始态hPSCs来源的胚外细胞,成功构建了可诱导干细胞胚胎模型(iSCBEMs)。该模型重现了卡内基阶段5-6(CS5-CS6)的关键发育特征,包括羊膜腔形成、前后轴建立等,为研究人类早期发育提供了可靠平台。

  

这项突破性研究构建了革命性的可诱导干细胞胚胎模型(iSCBEMs),巧妙地将始发态人类多能干细胞(hPSCs)与经过基因改造的原始态hPSCs来源胚外细胞相结合。这个精妙的"人工胚胎"系统成功模拟了人类植入后早期发育的关键里程碑事件:从羊膜样腔体(amniotic-like cavity)的形成,到绒毛膜样结构(chorionic-like)的构建;从合体滋养层细胞(syncytiotrophoblast-like cells)的分化,到前后体轴(anterior-posterior axis)的建立。

单细胞转录组分析揭示,iSCBEMs精准重现了卡内基阶段5-6(CS5-CS6)胚胎的细胞类型特征和发育轨迹。特别值得注意的是,研究团队成功追溯了羊膜细胞(amnion)、卵黄囊内胚层(yolk sac endoderm)和胚外中胚层(extraembryonic mesoderm)的细胞起源,发现晚期iSCBEMs中的这些关键结构主要来源于始发态hPSCs。

虽然这个模型与真实胚胎仍存在差异,但其卓越的重复性和基因组稳定性,为破解人类"黑箱发育期"的奥秘提供了前所未有的研究工具。这项技术突破不仅克服了自然胚胎样本获取的伦理限制,更为探索早期发育异常导致的出生缺陷等疾病机制开辟了新途径。

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