干细胞再现胎盘的开始
![Naïve and primed PSCs (iPS cells and embryonic stem cells) represent different periods in development (before and after the embryo implants itself into the uterus). Naïve PSCs can become all the major cell components that make up the villi, which goes on to become the placenta. Primed PSCs cannot and instead form cells that lead to the amnion. Credit: Kyoto University 干细胞再现胎盘的开始](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2021/stemcellsrep.jpg)
Yasuhiro Takashima Lab显示NaïveIPS细胞可以诱导形成人类早期胎盘发育的所有阶段。
妇科医生Shingo Io知道,在分娩过程中,不仅仅是婴儿离开了母亲的身体。加入给房间带来欢乐的哭声会是一个沉默的实体胎盘。像宝宝一样,这种组织只开始在概念上生长,但对胎盘如何在母亲内发挥作用。IO,Cira Junior副教授Yasuhiro Takashima及其同事的新研究报告了IPS细胞可以用来研究这方面的发展。这项研究首次表明“诱导多能性”细胞具有这种潜力,对理解导致流产的许多因素将具有无价的价值。
无论多大年龄或多大,我们所有人都始于受精卵,这只不过是一个单个细胞。这种细胞将生长到胚胎中,最终导致完全形成的人体。这个细胞也会长成胚胎外组织,成为胎盘。虽然不是婴儿身体的一部分,但胎盘对婴儿的健康成长至关重要。在历史上,它就像一条带血的毛巾一样被丢弃在一边,而现在,人们正对它进行深入研究。
“胎盘异常会给婴儿和母亲带来严重的问题,比如流产、死产和先兆子痫。与胚胎发育相比,我们对胎盘发育的了解要少得多,”伊奥说,她也是一名博士生,将在论文发表后毕业。
胎盘的起源归因于称为滋养细胞的区域。
“我们对滋养板的了解大部分来自鼠标,但存在明显的物种差异。我们试图从IPS细胞产生滋养细胞,”IO表示。
这两个人胚胎干细胞IPS细胞被认为是怀孕后代表胚胎的状态。怀孕大约在胚胎上附着在母亲的子宫墙上时。虽然概念与怀孕之间的时间仅为几天,但胚胎在此期间已经经历了重大变化,这意味着IPS细胞代表发展的阶段太晚以准确地模拟滋养板。
2014年,Takashima发现了一种调制IPS细胞的方法,使它们在植入前代表一个阶段。
“iPS细胞可以分为naïve和启动状态。老鼠的iPS细胞天生是naïve,但人类的iPS细胞是启动的。我们找到了一种方法将启动状态重置为naïve状态,”他说。
此重置允许使用IPS细胞来研究人类发展的早期阶段,因为它们可以区分更多细胞类型。
naïve和启动的人类iPS细胞都能产生类似滋养细胞的细胞,但通过比较从其他组收集的人类胚胎的基因表达,研究发现只有naïve iPS细胞制造的滋养细胞有成为胎盘组织的潜力。
由naïve人类iPS细胞制成的滋养层细胞继续产生胎盘发育各个阶段的细胞,如滋养层、细胞滋养层、合胞滋养层和绒毛外滋养层。虽然我们还不能制造完整的胎盘,但这表明它们可以用于研究胎盘发育的早期阶段。诱导多能干细胞显示了羊膜的特征,而不是胎盘的特征。”
从滋养层到细胞滋养层的转变被认为代表着床到子宫壁,Io解释说这对研究婴儿的健康发育具有重要意义。
“植入后阶段的预植入被认为是一个重大步骤发展,”他说。“我们的大部分注意力都集中在了解胚胎是如何长成一个身体的。但如果没有胎盘的健康生长,婴儿就永远无法足月。我们的研究表明,iPS细胞可以用于研究这一重要步骤,无需使用人类胚胎。"
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