Nature | 首次在体外再现脊索的形成过程——利用新型体外模型揭示脊椎动物脊索发育的动态调控机制

主要观点总结

文章介绍了脊索在脊椎动物发育过程中的重要性，以及研究脊索形成的难点和现有研究进展。重点阐述了弗朗西斯·克里克研究所的研究人员在Nature杂志上发表的研究文章，该文章通过整合单细胞转录组学和干细胞分化技术，首次在体外成功再现了脊索的形成过程，并揭示了信号通路的动态调控机制。

关键观点总结

关键观点1: 脊索在脊椎动物发育中的关键作用及研究意义

脊索是胚胎发育中的一个决定性结构，指导神经管和中胚层的模式化，参与胚胎形态塑造。研究脊索的形成机制对于理解脊椎动物发育、组织工程和再生医学具有重要意义。

关键观点2: 现有研究的挑战和主流观点

现有体外模型虽能生成部分组织，但无法生成脊索及其依赖性组织。主流观点认为脊索的生成需要特定信号通路的组合及其严格的时间调控，这些条件在现有模型中尚未实现。

关键观点3: 弗朗西斯·克里克研究所的新研究

该研究通过整合单细胞转录组学和干细胞分化技术，首次在体外成功再现了脊索的形成过程，揭示了信号通路的动态调控机制。研究还发现了信号调控时机在脊索形成中的重要性，并揭示了特定基因的表达特征和空间定位。

关键观点4: 研究的创新点和突破

该研究成功建立了基于人胚胎干细胞的体外模型，诱导生成含脊索的三维结构，并展现了类似胚胎发育的动态特征。研究揭示了信号通路的组合和精确时间调控对脊索形成的重要性，为理解脊索相关疾病的发病机制提供了重要参考。

文章预览

撰文 | 阿童木 在脊椎动物的复杂发育过程中，身体轴体的形成是一个协调生成多种组织并精确构建空间结构的关键环节 【1】 。这些组织来源于胚胎尾端的 祖细胞群，其中脊索作为轴体形成的标志性结构，位于胚胎中线，发挥着力学支撑和信号调控的双重作用 【2】 。脊索不仅指导神经管和中胚层的模式化，还在胚胎形态塑造中扮演重要角色。然而，目前大多数体外模型 （如类胚体、轴向延伸类器官和脊髓类器官） 虽能生成神经、内胚层和部分中胚层组织，却无法生成脊索及其依赖性组织 （如神经管腹板） 【3,4】 。 目前，主流观点认为脊索的生成可能需要特定信号通路的组合及其严格的时间调控，而这些条件在现有模型中尚未实现。因此，揭示脊索形 成的分子机制，并构建脊索体外模型，不仅是发育生物学的核心问题，也是推动组织工程和 ………………………………