Shota Nakanoh 博士與該研究所 Teresa Rayon 博士的實(shí)驗(yàn)室和 Wellcome-MRC 劍橋干細(xì)胞研究所 Ludovic Vallier 教授的實(shí)驗(yàn)室合作進(jìn)行的研究確定，早期人類胚胎中的細(xì)胞擁擠程度會(huì)影響細(xì)胞是否發(fā)育作為胚胎外細(xì)胞或成為胚胎的一部分，最終形成皮膚、頭發(fā)和指甲。
該研究發(fā)表在最新一期的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。
該項(xiàng)目的首席研究員 Nakanoh 博士將新的培養(yǎng)方法與三維培養(yǎng)和單細(xì)胞 RNA 測(cè)序分析相結(jié)合，利用人類多能干細(xì)胞(hPSC) 來(lái)更多地了解羊膜和表面外胚層是如何在人類胚胎中產(chǎn)生的。原腸胚形成前后(受精后兩周左右)。
相似但不同組織的奧秘：羊膜和表面外胚層
羊膜外胚層是一個(gè)單細(xì)胞層，形成包圍發(fā)育中胚胎的膜。它還為人類胚胎發(fā)育提供重要信號(hào);然而，人類羊膜是如何形成的仍不完全清楚。
表面外胚層是一層致密的表皮祖細(xì)胞，產(chǎn)生身體的表面覆蓋物，例如皮膚，以及牙齒、頭發(fā)和指甲的相關(guān)特征。它的人工生產(chǎn)具有醫(yī)學(xué)意義，因此可以改進(jìn)生產(chǎn)它的技術(shù)。
羊膜細(xì)胞和表面外胚層細(xì)胞在發(fā)育的早期階段是特化的，并且在很大程度上具有相同的生物學(xué)特征，例如基因表達(dá)模式和信號(hào)需求。為什么這些不同的組織如此相似以及它們?cè)诎l(fā)育過程中如何區(qū)分一直是個(gè)謎。
細(xì)胞擁擠影響細(xì)胞身份
Nakanoh博士為hPSC定制了培養(yǎng)條件，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充激活素A、BMP4、GSK3-β抑制劑和MEK抑制劑促進(jìn)其分化為羊膜外胚層。使用共培養(yǎng)技術(shù)形成細(xì)胞聚集體，他能夠確認(rèn)所生成的羊膜外胚層細(xì)胞啟動(dòng)原腸胚形成的能力。此外，單細(xì)胞RNA測(cè)序分析提示了羊膜外胚層的分化途徑，其中表面外胚層基因在羊膜外胚層基因程序激活之前表達(dá)。
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