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Cell | 揭示原始内胚层多能性:重塑胚胎发育的新途径

生物探索  · 公众号  · 生物  · 2024-06-27 16:35
    

主要观点总结

本文主要介绍了Cell杂志的一篇报道,关于原始内胚层(PrE)在小鼠早期胚胎发育中的多能性和再生能力的研究。研究结果显示,PrE细胞具有强大的多能性,能够再生出完整的囊胚,并在胚胎发育过程中发挥重要作用。文章还介绍了实验的详细过程和结果,以及PrE细胞在多能性维持和胚胎发育中的分子机制和调控。

关键观点总结

关键观点1: PrE细胞的多能性和再生能力

研究发现,在去除外胚层(TE)后,单独的PrE细胞能够再生出完整的囊胚。经过FGF4处理的胚胎中,76.9%的胚胎完全表达GATA6,表明这些胚胎转化为PrE。再生后的胚胎能够重建外胚层(TE),证明了PrE细胞的多能性。

关键观点2: PrE细胞在胚胎发育中的作用

研究指出,PrE细胞在小鼠早期胚胎发育中发挥着重要作用。它们能够分化成内脏内胚层(VE)和壁内胚层(PE),支持胚胎发育的调节性过程。

关键观点3: PrE细胞多能性的调控机制

研究揭示了PrE细胞多能性的调控机制。JAK/STAT信号通路的抑制和OCT4的持续表达以及多能性相关转录因子的表达,维持了一种允许多谱系分化的增强子景观。这表明转录因子的持续存在是调控发育中多能性的基础。

关键观点4: 实验设计和验证

为了研究PrE细胞的多能性和再生能力,研究人员进行了多项关键实验。包括使用成纤维细胞生长因子4(FGF4)和MEK抑制剂PD0329501处理胚胎,通过免疫手术去除外胚层(TE),并在不同条件下培养这些胚胎。还从小鼠胚胎干细胞(ESCs)分化得到PrE细胞,并在特定的培养基中扩展为原始额外胚层干细胞(nEnd)。通过三维培养条件观察nEnd细胞自发形成具有内外层结构的球体,进一步验证了PrE细胞的多能性。


文章预览

引言 在哺乳动物的早期胚胎发育过程中,囊胚的形成涉及外胚层(trophectoderm,TE)的特化,随后内细胞团(inner cell mass,ICM)分化为胚胎上皮细胞(epiblast,Epi)和原始内胚层(primitive endoderm,PrE) 。这一过程中,胚胎保持了一段时间的多能性(plasticity),即在实验条件下,细胞能够重新定位其命运。6月24日 Cell 杂志的报道“ The primitive endoderm supports lineage plasticity to enable regulative development ”, 发现 单独的PrE细胞就足以再生出完整的囊胚,并继续植入后的发育 。 研究人员在体外 鉴定了一种与早期PrE相似的细胞群体,这些细胞群体展示了相同的胚胎和胚外的多能性,能够形成完整的干细胞模型——称为胚样体(blastoids) 。PrE细胞的分化受JAK/STAT信号通路的抑制,同时OCT4的持续表达以及一部分多能性相关转录因子的表达,维持了一种允许多谱系分 ………………………………

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