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Cell子刊:让胚胎干细胞再退一步

日期:2013-06-13 09:15:47

胚胎干细胞能够生成所有类型的成体细胞,包括肌肉细胞、血细胞和脑细胞等等。但在胚胎干细胞形成之时,它们就已经丧失了生成胚外组织(extra-embryonic tissue)的能力,例如胎盘和卵黄囊。这些胚外组织形成于发育的极早期,紧接在受精完成之后,是胚胎生长并植入子宫所必需的组织。

 

现在,哥本哈根大学的科学家们,成功使胚胎干细胞倒退回发育的极早期,让这些细胞重新获得了生成胎盘细胞的能力,文章于六月六日发表在Cell Reports杂志上。这一重要成果有望为,可能引起流产的胎盘相关疾病带来新的启示。

 

在哺乳动物胚胎发育的极早期,卵裂球可以生成所有类型的细胞,之后它们会丧失形成胚外组织的能力,只生成胚胎细胞。在这一阶段细胞从全能性转变为多能性,形成于这个时期的胚胎干细胞只保留了多能性。

 

哥本哈根大学的科学家团队,在特殊条件下培养小鼠的胚胎干细胞,发现细胞回到了胚胎发育的极早期,具有形成任何类型细胞的潜力,包括胎盘细胞和卵黄囊细胞。

 

“研究显示,这些细胞不仅能够形成成体细胞,还可以形成胎盘细胞。在此基础上,我们可以获得胎盘、卵黄囊和胚胎的前体细胞,”哥本哈根大学的Josh Brickman教授说。“这使我们非常兴奋。”

 

Brickman及其同事在含有LIF蛋白的溶液中培养胚胎干细胞。此前研究人员知道,这种蛋白可以为胚胎干细胞提供支持,并且能够帮助胚胎植入子宫。而这项研究显示,LIF的实际功能是,将细胞维持在发育的极早期,使其保留全能性。

 

“我们的研究完全展示了LIF蛋白的功能,在存在这种蛋白的条件下,细胞既能生成胚胎细胞又能生成胎盘细胞。正因如此,在胚胎植入子宫的过程中LIF蛋白才那么重要,”Josh Brickman说。

 

文章的第一作者Sophie Morgani补充道:“这一发现可以帮助人们加深对胚胎干细胞本质的理解。在此基础上,人们可以从整体上研究生物的发育,而不是只关注胚胎那一部分。此外,这项研究还有助于推动我们对胚外发育受损的认识,胚外发育受损会导致流产。”