<p>新南威爾士大學(xué)悉尼分校的材料科學(xué)家們已經(jīng)證明，實(shí)驗(yàn)室中的人類多能干細(xì)胞可以啟動(dòng)一個(gè)類似于原腸形成階段的過(guò)程&mdash;&mdash;細(xì)胞開(kāi)始分化成新的細(xì)胞類型&mdash;&mdash;比自然界中發(fā)生的時(shí)間要早得多。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對(duì)于子宮內(nèi)發(fā)育的胚胎來(lái)說(shuō)，原腸形成發(fā)生在第14天。但在新南威爾士大學(xué)肯辛頓校區(qū)的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里，科學(xué)副教授克里斯&middot;基利安(Kris Kilian)監(jiān)督了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，在一種獨(dú)特的生物材料中培養(yǎng)人類干細(xì)胞后，兩天內(nèi)就觸發(fā)了一種類似原腸形成的事件，事實(shí)證明，這種生物材料為模擬胚胎發(fā)育的這一階段創(chuàng)造了條件。</p> <p>&nbsp;</p> <p>A教授說(shuō):&ldquo;原腸形成是導(dǎo)致人體計(jì)劃的關(guān)鍵步驟。&rdquo;克里安。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這是一個(gè)過(guò)程的開(kāi)始，在這個(gè)過(guò)程中，一層簡(jiǎn)單的細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)闃?gòu)成身體的所有組織&mdash;&mdash;神經(jīng)、心血管和血液組織以及肌肉和骨骼等結(jié)構(gòu)組織。但我們還不能在人類身上研究這個(gè)過(guò)程，因?yàn)槿绻蝗≌诎l(fā)育的胚胎組織，就不能在實(shí)驗(yàn)室里研究這個(gè)過(guò)程。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;所以我們能夠在體外看到這種情況真的很令人興奮。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>今天發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》(Advanced Science)雜志上的這一成就，不僅對(duì)我們對(duì)人類胚胎發(fā)育的理解產(chǎn)生了影響，而且對(duì)包括細(xì)胞治療、靶向藥物開(kāi)發(fā)和CRISPR基因。</p> <p>&nbsp;</p> <p>編輯技術(shù)在內(nèi)的醫(yī)學(xué)新療法也有影響。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">你生命中最重要的時(shí)刻</span></strong></p> <p><br />發(fā)育生物學(xué)家劉易斯&middot;沃爾伯特曾經(jīng)說(shuō)過(guò):&ldquo;不是出生、結(jié)婚或死亡，而是初腸是你一生中真正最重要的時(shí)刻。&rdquo;原腸形成是胚胎發(fā)育的關(guān)鍵事件，大量未分化的細(xì)胞在子宮內(nèi)開(kāi)始了向人類形成的漫長(zhǎng)旅程的第一步。這就是為什么試管受精后的胚胎被禁止在14天之后進(jìn)行研究的原因之一，14天之后就會(huì)發(fā)生原腸胚形成。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Kilian教授說(shuō)，到目前為止，由于明顯的倫理限制，很難在人類身上研究這一過(guò)程。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他說(shuō):&ldquo;僅用材料來(lái)控制原腸形成將為研究人類發(fā)育提供一種全新的方法。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們目前不能這樣做，因?yàn)榕咛パ芯砍^(guò)14天通常被認(rèn)為是不道德的，目前在體內(nèi)是不可能的，因?yàn)槟阈枰^察懷孕的人類母親的胚胎。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>閱讀更多:龍蝦可以教會(huì)我們關(guān)于永生的什么</p> <p>&nbsp;</p> <p>但是，雖然有動(dòng)物模型可以研究&mdash;&mdash;比如老鼠和斑馬魚(yú)&mdash;&mdash;而且其他研究人員已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中使用包括生長(zhǎng)因子在內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)了類似于原腸形成的事件，但這是第一次僅靠培養(yǎng)條件就在人體外啟動(dòng)了原腸形成。</p> <p>&nbsp;</p> <p>基利安教授說(shuō):&ldquo;我們的方法可能會(huì)帶來(lái)一種在體外模擬人類胚胎發(fā)生的新方法。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">微型器官和CRISPR基因拼接</span></strong></p> <p><br />在醫(yī)學(xué)科學(xué)中，新南威爾士大學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造的&ldquo;合成&rdquo;胚胎誘導(dǎo)原腸形成的能力也有助于根據(jù)患者自己的遺傳密碼創(chuàng)造身體組織甚至微型器官。這些所謂的&ldquo;類器官&rdquo;，肉眼幾乎看不到，已經(jīng)在利用干細(xì)胞進(jìn)行醫(yī)學(xué)研究，如測(cè)試某些藥物的有效性。但這一過(guò)程需要化學(xué)物質(zhì)來(lái)刺激細(xì)胞形成分化的器官組織，這既耗時(shí)又昂貴。</p> <p>&nbsp;</p> <p>一個(gè)教授。Kilian說(shuō)，通過(guò)只使用水凝膠材料來(lái)刺激自然發(fā)生的過(guò)程來(lái)控制原腸生成可能是一種更快、更經(jīng)濟(jì)的解決方案。</p> <p>&nbsp;</p> <p>A教授說(shuō):&ldquo;真正讓我們興奮的是，有可能使治療有用的細(xì)胞更快、更可復(fù)制。&rdquo;克里安。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們的方法可以提供一種啟動(dòng)&lsquo;器官發(fā)生&rsquo;的方法&mdash;&mdash;在一個(gè)孔中有數(shù)百個(gè)定義明確的細(xì)胞聚集，從而產(chǎn)生更快、更明確的結(jié)構(gòu)，然后可以轉(zhuǎn)化為大腦、肝臟、腸道，可能是任何固體器官組織。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這種方法也可能徹底改變包括RNA和CRISPR/Cas9方法在內(nèi)的藥物開(kāi)發(fā)，因?yàn)樗峁┝艘环N在實(shí)驗(yàn)室中模擬人類組織的更可復(fù)制的方法。例如，你可以用病人的細(xì)胞制造一個(gè)類器官，然后測(cè)試旨在糾正突變或恢復(fù)功能的療法。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">水凝膠家剛好合適</span></strong></p> <p><br />新南威爾士大學(xué)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室工作成功的秘密在于干細(xì)胞被植入的培養(yǎng)物的結(jié)構(gòu)。利用半導(dǎo)體工業(yè)的技術(shù)，在水凝膠上制造了定義的區(qū)域，供細(xì)胞粘附。這種幾何限制和模擬人類子宮表面的軟凝膠的結(jié)合，誘使細(xì)胞開(kāi)始類似原腸形成的過(guò)程。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們發(fā)現(xiàn)，如果你把多能干細(xì)胞放在一個(gè)非常狹窄和柔軟的環(huán)境中，它類似于細(xì)胞在母親子宮中的經(jīng)歷，&rdquo;a /教授說(shuō)?？死锇病?amp;rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>在玻璃上培養(yǎng)的細(xì)胞和在凝膠上培養(yǎng)的細(xì)胞之間的差異非常顯著。我記得我當(dāng)時(shí)在想，&lsquo;哇，這里發(fā)生了什么事。我需要調(diào)查一下。&rdquo;這讓我的項(xiàng)目有了很大的轉(zhuǎn)變，最終有了這個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員希望他們能夠通過(guò)了解材料如何指導(dǎo)胚胎發(fā)生和其他方面來(lái)繼續(xù)探索他們的發(fā)現(xiàn)的好處。一個(gè)/教授。Kilian說(shuō)，雖然這一發(fā)現(xiàn)令人興奮，但還需要做更多的工作來(lái)指導(dǎo)類原腸形成過(guò)程，以形成有用的組織。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這真的是我們希望的生產(chǎn)有用組織模型的平臺(tái)技術(shù)的第一步。觸發(fā)原腸形成還不夠&mdash;&mdash;現(xiàn)在我們需要提供其他信號(hào)來(lái)保持分化。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>發(fā)現(xiàn)下一組材料信號(hào)可能會(huì)允許為研究目的創(chuàng)造幾乎任何固體組織，A/教授。Kilian說(shuō)，并為再生醫(yī)學(xué)產(chǎn)生有用的細(xì)胞類型。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;考慮到現(xiàn)在可以從血液或組織樣本中產(chǎn)生多能干細(xì)胞，從患者自己的細(xì)胞中再生組織和器官的未來(lái)是廣闊的。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>