干细胞将自己组织成假胚胎

哺乳动物体的确定结构在胚胎植入子宫后不久建立。身体的前后，腹侧和中侧 - 外侧轴在基因网络的控制下组织起来，所述基因网络协调胚胎各个区域中DNA的转录。来自日内瓦大学(UNIGE)，英国剑桥大学和洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员现在报告了小鼠干细胞产生具有相似能力的假胚胎的能力。

这些结构仅由约300个胚胎干细胞建立，称为类似于胚胎的结构，其发育特征与6至10天龄的胚胎后部相似。这项发表在“ 自然 ”杂志上的研究表明，三个主要的胚胎轴是根据类似于胚胎的基因表达程序形成的。因此，胃泌素具有研究哺乳动物正常或病理胚胎发育早期阶段的显着潜力。

研究编排早期哺乳动物胚胎形成的过程受到难以获得它们的阻碍。英国剑桥大学遗传学系教授Alfonso Martinez Arias最近发现，在某些条件下，小鼠胚胎干细胞可以组装成三维聚集体，在培养中保持伸长。这些被称为“胃肠”的实体显示出胚胎发育早期阶段的不同特征。

相互依存的发展进程

“为了确定是否将雄性胚胎组织成真正的胚胎结构，我们在不同的发育阶段表征了它们的遗传激活水平，”UNIGE科学学院和瑞士研究所遗传学和进化系教授Denis Duboule解释道。用于EPFL的实验性癌症研究。研究人员确定并量化了从胃肠道转录的RNA，并将表达的基因与发育阶段的小鼠胚胎进行了比较。

“胚胎形成类似于胚胎后部的结构，其发育程序与头部的结构略有不同，”日内瓦小组科学家莱昂纳多贝卡里说，该研究的共同第一作者。这些假胚胎表达构成未来组织所必需的各种类型祖细胞的特征基因。“基因表达谱的复杂性随着时间的推移而增加，出现了来自不同胚胎细胞谱系的标记物，就像在对照胚胎中观察到的谱图一样，”剑桥团队的科学家Naomi Moris和该文章的共同第一作者说。

建筑师基因在胚胎中被激活

在肌腱的前后，背腹和中外侧轴的形成期间，这些团队的成员可以想象一个惊人的财产; “建筑师”Hox基因通常在胚胎中按照精确的顺序激活，在体外培养的胃肠道中同样被很好地激活。“随着时间的推移，Hox基因网络的实施模仿了胚胎的尾部，证实了肌肉群的自我组织水平非常高，”EPFL的遗传学家，该研究的共同第一作者Mehmet Girgin解释道。

根据3Rs，这些人工假胚胎在某些情况下将提供动物实验的替代方法。3Rs原则(减少，替代，改进)已在国际上建立，作为应用于动物实验的伦理方法的基础。它旨在减少使用的动物数量，改善实验条件以改善动物福利，并最终尽可能用其他实验方法替代动物模型。胃泌素将补充动物胚胎的使用，从而减少其在哺乳动物胚胎发育研究中的数量。