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人类胚胎模型潜在的应用前景和未来机遇2024-09-23 08:39:10

早期的胚胎通过原肠运动产生器官。理解胚胎的发育和干细胞组装原理对构建类器官具有重要作用。干细胞直接定向分化或者组装产生的类器官,难以模拟胚胎的自然发育模式、再现胚胎发育过程中器官形成关键分子和细胞事件,包括细胞分选、迁移重排、自我组织和谱系互作等事件。此外,这些方法产生的器官无论是在细胞复杂程度、结构以及细胞极性等方面都与体内器官存在较大的差异。因此,对于探索人早期器官发生的发育原理,干细胞来源的胚胎模型是最好的替代方案,将为胚胎发育研究带来革命性的变化。近年来,科学家已用小鼠胚胎模型,体外成功再现原肠运动和早期器官发生的发育过程,并且通过类胚胎模型获得的脑和心脏等类器官与自然器官具有高度相似性。

此外,利用小鼠干细胞成功构建了具有脊索样结构以及跳动的心肌组织、血管、肠道和神经管类似结构的类原肠胚。这些研究显示了类胚胎模型可以在组织形态和分子特征等方面高度模拟组织器官的形成和发育。李天晴团队从人胚胎早期发育、胚胎和胚外干细胞、类胚胎和类器官研究的视角,结合细胞通讯谱系互作、信号梯度、黏附分子、生物力学和细胞外基质等因素对细胞分选、迁移重排和自我组织的影响,概述了人胚胎早期发育过程中的发育原理,当前胚胎和胚外干细胞的研究进展以及用其模拟人胚胎早期发育的研究现状、存在问题和发展方向,以期能够帮助理解人胚胎早期发育的奥秘。
 
刘晓东团队系统总结了人类体外非整合型和整合型胚胎模型的最新研究进展,阐述了人类胚胎模型潜在的应用前景和未来机遇,以期为研究人类早期胚胎发育过程中不同细胞谱系的特化轨迹,以及早期胚胎发育缺陷等重大疾病的临床药物筛选和再生医学提供新的研究思路。
出自《类器官、器官芯片与合成生物学:前沿科技交响曲》作者:李天晴,秦建华。