今天小編分享的教育經驗：中國農大，最新Cell，歡迎閱讀。
2023 年 12 月 4 日，中國農大魏育蕾教授與美國得克薩斯州西南醫學中心吳軍教授、省部共建非人靈長類生物醫學國家重點實驗室 / 昆明理工大學靈長類轉化醫學研究院譚韬教授合作在CELL雜志發表題為 "Dissecting embryonic and extra-embryonic lineage crosstalk with stem cell co-culture" 的文章。該研究建立了一種可以在同一種培養體系，培養小鼠和食蟹猴囊胚來源的胚胎幹細胞、胎胚幹細胞及卵黃囊幹細胞的培養體系，闡明了囊胚時期胚胎組織和胚外組織之間的相互作用及其調控機制，為胚胎和胚胎外組織之間互作機制解析提供了新的範式。
哺乳動物中，生命是由單細胞受精卵發育而來。受精卵卵裂形成桑葚胚，桑葚胚細胞極化進一步發育形成具有不同譜系細胞類型的囊胚。囊胚對應的細胞譜系分别是：囊胚腔内由上胚層（Epiblast）和原始内胚層（Primitive endoderm）組成的内細胞團（Inner cell mass），未來發育成胎兒以及羊膜；囊胚外層致密的扁平細胞，稱為滋養層（Trophectoderm），胚胎後期将發育成胎盤等組織；因此上胚層被稱為胚内細胞，原始内胚層和滋養層被稱為胚外細胞。胚内和胚外組織之間相互作用及其精确調控在維持幹細胞自我更新及胚胎發育過程中起着重要作用，胚内和胚外組織之間互作異常與流產、妊娠失敗及發育源性疾病等密切相關。為了防治發育相關疾病發生，并最終攻克疾病，需要人們對這一階段的生物學事件進行深入研究。
但由于囊胚特别是靈長類囊胚難以獲得及研究手段有限，對于囊胚時期各譜系幹細胞自我更新及其互作機制知之甚少，建立囊胚時期三譜系幹細胞系并建立細胞胚胎發育體外模型是研究這一難題的有效手段之一。研究團隊首先采用激活 FGF、TGF- β 和 WNT 信号通路的方法成功從小鼠與食蟹猴囊胚中建立胚胎和胚外幹細胞系 （命名為 FTW-ESCs，FTW-XEN 和 FTW-TSCs），并從嵌合能力和轉錄組特征等多方面對小鼠與食蟹猴胚内、胚外幹細胞系進行全面系統的研究。基于這一培養體系的建立，研究團隊得以借助共培養的方法，探索早期胚胎發育中胚胎與胚外細胞如何互作這一基礎科學難題。團隊分别将小鼠和食蟹猴肧内和胚外幹細胞進行共培養，發現經過共培養後，肧内幹細胞（胎兒）的增殖速度顯著降低，表明胚外幹細胞對肧内細胞的生長增殖有抑制作用，并且在齧齒類（鼠）和靈長類（食蟹猴）之間具有物種保守性的。這一作用不僅體現在 2D 培養的細胞與細胞之間，還存在于早期胚胎發育原腸胚形成的過程中。這表明，在生命發生的初期，胎盤、羊膜等初始細胞對于胚胎本身的發育是有有控制的。通過深入分析，團隊揭示了羊膜祖細胞通過細胞外基質（如層粘連蛋白和膠原蛋白等）調控胚胎細胞的增殖。
此外，靈長類胚外内胚層細胞的自我更新機制研究相對處于空白。該研究通過一種培養條件獲得三個物種（小鼠，食蟹猴，人）的細胞系，從而對齧齒類和靈長類胚外内胚層細胞做跨物種比較分析。通過物種間分析，發現不同物種間該細胞有物種保守的功能調控關鍵基因，這些基因在對不同物種中胚外内胚層細胞的多能性維持中起重要作用。
該研究成功在同一培養條件下獲得小鼠與靈長類食蟹猴胚胎幹細胞和胚外幹細胞系，研究中開發的幹細胞共培養條件不僅有助于建立更接近體内胚胎的幹細胞胚胎模型，也為未來探索相關疾病的致病機制提供了全新平台。小鼠、食蟹猴等動物肧内、胚外幹細胞系的建立為大動物幹細胞的建立和研究提供了先行基礎，未來可在農業領網域發揮重要作用。
原文鏈接：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674 ( 23 ) 01225-4
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