德国科学家报告说,他们通过在培养皿中培养小鼠胚胎细胞,成功地模拟了这一过程的一个重要阶段。这个结构是中央的主干,它支撑着发育中的神经管,这些神经管将成为脊髓。

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因为骨骼和内脏也有软骨细胞。总之,这与子宫中真正的胚胎发育过程非常相似。

在《科学》杂志上发表的一篇论文中,德国马克斯普朗克分子遗传学研究所领导的研究小组描述了一种富含蛋白质的特殊凝胶如何帮助悬浮细胞在发育过程中保持形状。然后,他们还能够溶解这些细胞来单独研究它们。

与鱼类或鸟类不同,哺乳动物胚胎在发育早期就植入子宫一侧,这使得它很难被看到。胚胎在这段时间里也经历了深刻的变化,因此能够观察到这个过程完全改变了研究人员研究生命的方式。

合著者bernhard herrmann说,新方法在胚胎发育中“开创了一个新纪元”。“这使我们能够直接、连续地观察老鼠的胚胎发生过程,并用大量平行的样本进行观察,这在动物身上是不可能的。”

这种方法也消除了对从动物身上提取胚胎的严重依赖,因此需要更少的老鼠来继续研究。

Alexander Meissner说:“我们可以更快地获得更详细的结果,而不需要进行动物研究。对于更复杂的过程,如形态发生,我们通常只得到快照,但这会随着我们的模型而改变。”

以前,在培养皿中生长的胚胎细胞并没有像正常胚胎那样排列成结构,因此它们不能反映正常胚胎。特殊的凝胶改变了这一点。

“这种凝胶为培养的细胞提供支持,并使它们在空间中定向;例如,它们可以区分内部和外部,”联合首席作者Jess Veenvliet说。“这些细胞能够建立更好的沟通,从而实现更好的自我组织。”

他们还引入了已知的基因突变,并通过化学变化操纵不同的过程,发现脊髓主干的反应方式与正常胚胎相似,这表明这项技术将为检测其他未知突变提供一个良好的系统。

阿德里亚诺·博隆迪说:“尽管并非所有的细胞类型都存在于树干状结构中,但它们与同龄胚胎惊人地相似。我们发现,所有必需的标记基因在胚状体中的正确位置都在适当的时间被激活,只有少数基因不符合标准。”

脊椎和脊髓损伤,对于人类来说,是致命的损伤,时常会造成病人瘫痪,行动不便,严重影响生命的质量。对于脊髓损伤的修复和治疗,现阶段医疗手段还不太多且效果也不怎么好。希望伴随着脊髓体外培育技术的发展,我们对于脊髓,神经系统的不断深入研究,未来对于脊髓损伤的修复和治疗能够取得重大突破吧。