科学家最近将人类干细胞和鸡胚结合在一起，但这并不意味着研究人员正在培育成群的“弗兰肯鸡”。相反，科学家们正在密切关注这些胚胎细胞如何组织自身，以便更好地了解胚胎是如何发育的，以及细胞如何构建特定的身体结构。在近100年前，移植细胞在一个不断增长的胚胎上的实验，1924年在两栖动物实验中，科学家们发现了“组织者”，这是一个胚胎细胞的区域，可以操纵其他细胞的发育。但是灵长类胚胎细胞(包括人类)的组织一直难以捉摸——直到现在。一项新的研究描述了人类组织的第一个证据，根据研究人员的说法，这是对发育生物学研究的一个重大突破。
概念图展示了桑椹胚，早期胚胎一团细胞组成。图片：Shutterstock
博科园-科学科普：科学家在研究中写道，由于与人类胚胎合作的伦理限制，寻找人类活动组织者的实验只能用干细胞来完成，干细胞被移植到其他动物的胚胎中，比如鸡。将人类干细胞与动物胚胎相结合，创造出称为嵌合体的动物模型，它包含来自宿主和细胞供体的细胞。因此，这些嵌合体有两套DNA。自2016年以来科学家们将人类干细胞整合到猪和羊胚胎中，作为对这些动物中人体器官生长可能性的调查的一部分。在2017年实验产生了第一个能存活的猪胚胎，它将人类细胞结合在一起。
找到组织
在这项新的研究中，研究人员使用特殊的磁盘来培养早期人类干细胞，然后引入刺激生长的蛋白质。科学家们发现，在添加了这些叫做Wnt和Activin的蛋白质后，干细胞开始形成组织，这些组织产生的蛋白质通常是在组织者中发现的。这项研究的作者写道，这是第一次有组织的细胞从人类的干细胞中生长出来。但真正的考验在于，研究人员将这些细胞移植到发育中的胚胎后会发生什么。根据这项研究，当他们将这些干细胞群引入鸡胚时，人类细胞存活并与宿主细胞融合在一起。然后神奇的事情发生了——人类细胞聚集成一种组织，最终形成了一个骨架，细胞也开始指示小鸡胚胎细胞变成神经系统的组织。
研究人员在这项研究中写道，人类组织者“关闭了”一个世纪前开创的胚胎学家的“闭环”。科学家们说，这一发现表明，在胚胎细胞发育过程中，一个组织者的角色一直被保留在进化的道路上，这一过程跨越了生命的脊椎动物，“从青蛙到人类”。研究人员总结说，人类鸡嵌合体的成功也为未来研究人类胚胎的早期发育提供了新的可能性。这一发现发表在《自然》期刊上。
博科园-科学科普｜文：Mindy Weisberger/Live Science
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