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改进的模型系统允许研究人员研究胚胎开发

动植物知识 2025-08-30 4870

摘要:研究改善了哺乳动物发育的流行实验模型,并在此过程中揭示了胚胎形成期间关键时期的更多内部工作。...

博士研究密歇根大学医学院细胞和发育生物学系的Idse Heemskerk实验室中的候选人Bohan Chen及其同事在流行的实验模型上改善了这一点,并在此过程中揭示了更多的胚胎形成期间关键时期的内部工作。

改进的模型系统允许研究人员研究胚胎开发

科学家在某种程度上研究了随着人体结构的形成,可能会出问题。

最终的希望是能够防止出生缺陷并确定妊娠失败的原因。

但是,在实验室中研究胚胎充满了重要的道德和技术考虑因素。

为了减轻这些担忧,许多研究人员转向由称为胃肠机的干细胞组成的简单2D结构。

在体外(在菜肴中)生长或培养的胃肠样,并建模一些最早的发育时刻,而没有发展为人类的潜力。

胃类药物在实验中重现了一个称为胃肠液的过程的各个方面。

在胃结构期间,所谓的原始细胞条纹会导致细胞的三个胚胎层最终构成人体计划:外胚层(外层),这会导致皮肤,神经系统和其他外部结构;中胚层(中层),它变成心脏,肌肉,骨骼和其他内部结构;和内胚层(内层)变成胃肠道,肺,肝脏和其他器官。

然而,胃痛的体外培养通常仅维持长达两天,然后这些细胞变得混乱并停止发展。

Heemskerk说:“我们开始使用不同的媒介,并在模型中进行了其他一些改进。”

“当我们尝试将细胞种植超过两天时,它实际上起作用了,并且做了一些非常有趣的事情。”

对于初学者来说,小组看到,发育中的中胚层的干细胞开始在原始单层的单层下方传播,形成了多层结构,就像在真实的胚胎中一样。

Heemskerk说:“这个过程很难可视化;我们甚至不知道它在老鼠中的工作原理。”

然而,它们的扩展模型使他们能够看到中胚层干细胞的迁移是从细胞组边缘指向中心的。

Heemskerk说:“这意味着有些东西 - 我们还不知道什么 - 告诉他们要走哪种方式。我们现在有了一个设置,我们可以弄清楚什么在指导他们的运动。”

这对于弄清在某些情况下出了什么问题至关重要,例如先天性心脏缺陷的产生。

该小组还确定胃类中的中胚层细胞以表达不同基因的几种不同亚型,它们使用荧光进行了可视化。

他说:“通过查看细胞表达的基因,您可以看到它最终会变成哪个器官。”

Heemskerk指出,这就引出了一个问题,细胞是否知道他们的命运是在迁移之前的命运,还是最终决定了什么?

Heemskerk希望使用其扩展模型继续这项工作,以回答这些有关哺乳动物发展的问题。

“这是一个简单的模型,它使我们能够看到在复杂的3D结构中非常困难的事物,但它也可以捕获生物学现象,同时允许我们避免与胚胎一起使用的担忧。”

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