<p>新南威爾士大學悉尼分校的材料科學家們已經(jīng)證明，實驗室中的人類多能干細胞可以啟動一個類似于原腸形成階段的過程&mdash;&mdash;細胞開始分化成新的細胞類型&mdash;&mdash;比自然界中發(fā)生的時間要早得多。</p> <p>&nbsp;</p> <p>對于子宮內(nèi)發(fā)育的胚胎來說，原腸形成發(fā)生在第14天。但在新南威爾士大學肯辛頓校區(qū)的一個實驗室里，科學副教授克里斯&middot;基利安(Kris Kilian)監(jiān)督了一項實驗，在一種獨特的生物材料中培養(yǎng)人類干細胞后，兩天內(nèi)就觸發(fā)了一種類似原腸形成的事件，事實證明，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:&ldquo;原腸形成是導致人體計劃的關鍵步驟。&rdquo;克里安。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這是一個過程的開始，在這個過程中，一層簡單的細胞轉變?yōu)闃嫵缮眢w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構組織。但我們還不能在人類身上研究這個過程，因為如果不取正在發(fā)育的胚胎組織，就不能在實驗室里研究這個過程。&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《先進科學》(Advanced Science)雜志上的這一成就，不僅對我們對人類胚胎發(fā)育的理解產(chǎn)生了影響，而且對包括細胞治療、靶向藥物開發(fā)和CRISPR基因。</p> <p>&nbsp;</p> <p>編輯技術在內(nèi)的醫(yī)學新療法也有影響。</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">你生命中最重要的時刻</span></strong></p> <p><br />發(fā)育生物學家劉易斯&middot;沃爾伯特曾經(jīng)說過:&ldquo;不是出生、結婚或死亡，而是初腸是你一生中真正最重要的時刻。&rdquo;原腸形成是胚胎發(fā)育的關鍵事件，大量未分化的細胞在子宮內(nèi)開始了向人類形成的漫長旅程的第一步。這就是為什么試管受精后的胚胎被禁止在14天之后進行研究的原因之一，14天之后就會發(fā)生原腸胚形成。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Kilian教授說，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程。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他說:&ldquo;僅用材料來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，因為胚胎研究超過14天通常被認為是不道德的，目前在體內(nèi)是不可能的，因為你需要觀察懷孕的人類母親的胚胎。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>閱讀更多:龍蝦可以教會我們關于永生的什么</p> <p>&nbsp;</p> <p>但是，雖然有動物模型可以研究&mdash;&mdash;比如老鼠和斑馬魚&mdash;&mdash;而且其他研究人員已經(jīng)在實驗室中使用包括生長因子在內(nèi)的化學物質(zhì)誘導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了原腸形成。</p> <p>&nbsp;</p> <p>基利安教授說:&ldquo;我們的方法可能會帶來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)學科學中，新南威爾士大學團隊創(chuàng)造的&ldquo;合成&rdquo;胚胎誘導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)在利用干細胞進行醫(yī)學研究，如測試某些藥物的有效性。但這一過程需要化學物質(zhì)來刺激細胞形成分化的器官組織，這既耗時又昂貴。</p> <p>&nbsp;</p> <p>一個教授。Kilian說，通過只使用水凝膠材料來刺激自然發(fā)生的過程來控制原腸生成可能是一種更快、更經(jīng)濟的解決方案。</p> <p>&nbsp;</p> <p>A教授說:&ldquo;真正讓我們興奮的是，有可能使治療有用的細胞更快、更可復制。&rdquo;克里安。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們的方法可以提供一種啟動&lsquo;器官發(fā)生&rsquo;的方法&mdash;&mdash;在一個孔中有數(shù)百個定義明確的細胞聚集，從而產(chǎn)生更快、更明確的結構，然后可以轉化為大腦、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)的藥物開發(fā)，因為它提供了一種在實驗室中模擬人類組織的更可復制的方法。例如，你可以用病人的細胞制造一個類器官，然后測試旨在糾正突變或恢復功能的療法。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p><strong><span class="h1">水凝膠家剛好合適</span></strong></p> <p><br />新南威爾士大學團隊在實驗室工作成功的秘密在于干細胞被植入的培養(yǎng)物的結構。利用半導體工業(yè)的技術，在水凝膠上制造了定義的區(qū)域，供細胞粘附。這種幾何限制和模擬人類子宮表面的軟凝膠的結合，誘使細胞開始類似原腸形成的過程。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們發(fā)現(xiàn)，如果你把多能干細胞放在一個非常狹窄和柔軟的環(huán)境中，它類似于細胞在母親子宮中的經(jīng)歷，&rdquo;a /教授說?？死锇?。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>在玻璃上培養(yǎng)的細胞和在凝膠上培養(yǎng)的細胞之間的差異非常顯著。我記得我當時在想，&lsquo;哇，這里發(fā)生了什么事。我需要調(diào)查一下。&rdquo;這讓我的項目有了很大的轉變，最終有了這個令人興奮的發(fā)現(xiàn)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究人員希望他們能夠通過了解材料如何指導胚胎發(fā)生和其他方面來繼續(xù)探索他們的發(fā)現(xiàn)的好處。一個/教授。Kilian說，雖然這一發(fā)現(xiàn)令人興奮，但還需要做更多的工作來指導類原腸形成過程，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技術的第一步。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來保持分化。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>發(fā)現(xiàn)下一組材料信號可能會允許為研究目的創(chuàng)造幾乎任何固體組織，A/教授。Kilian說，并為再生醫(yī)學產(chǎn)生有用的細胞類型。</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)生多能干細胞，從患者自己的細胞中再生組織和器官的未來是廣闊的。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>