人造胚胎竟成功培育出大脑和心脏！Nature还没排版就急忙发表

人造胚胎竟成功培育出大脑和心脏！Nature还没排版就急忙发表人造胚胎，竟发育出完整的大脑结构和心脏？！经过十多年的研究，来自剑桥大学和加州理工学院的科学家们真的做到了。其研究成果登上了最新的Nature。原标题：人造胚胎竟成功培育出大脑和心脏！Nature还没排版就急忙发表，研究人员：下一步人类胚胎模型（为了尽早被更多学者看到，Nature甚至还没来得及排版编辑，就直接把预印本给搬上来了。）研究人员表示，这次主要进展在于产生整个大脑的能力，尤其是前部区域，这一直是合成胚胎发育的“圣杯”。来康康这是一项什么样的研究。人造胚胎发育出心脏和大脑胚胎干细胞，在学界被认为是万能细胞。因为它可以在体外进行哺乳动物胚胎中发生的许多阶段。但实际上，想要这种干细胞的发育潜力大大拓展，还需要其他干细胞来支持，与胚胎干细胞进行相互作用。即早期发育过程中的三种胚胎外干细胞：滋养层干细胞（TSC）、胚胎外内胚层干细胞(XEN)和诱导型XEN细胞(iXEN)。科学家们在实验室中将胚胎干细胞跟TSC、iXEN按比例组装成衍生胚胎模型。通过诱导一组特定基因表达，研究人员让这些干细胞彼此“交谈”。这种路径的思考，实际上与人类胚胎发育过程有关。以往的研究表明，人类胚胎要成功发育，就需要早期胚胎组织与对外连接的组织（将胚胎与母亲连接起来的组织）之间进行“对话”。在受精后第一周，三种类型干细胞发育：一种最终分化为身体组织，另外两种则继续支持胚胎发育。一种为胚外干细胞将成为胎盘，将胎儿与母亲连接起来，并提供氧气和营养。另一个将成为卵黄囊，胚胎在那里生长，并在早期发育过程中从中获取营养。基于这样的背景，研究人员构建了一个小鼠胚胎模型。整个发育过程是在启动血岛发育的胚胎外卵黄囊内发育的。结果在发育的第8.5天，胚胎模型显示出明的前脑和中脑区域的头部褶皱。除此之外，还有一个跳动的心脏状结构，一个由神经管和体节组成的躯干，一个含有神经中胚层祖细胞的尾芽，一个肠管和原始生殖细胞。这一研究结果，证明了胚胎和两种类型的胚胎外干细胞的自组织能力——通过原肠胚和早期器官形成，重建哺乳动物的发育能力。进一步的，他们还研究了这种人造胚胎的基因表达模式，发现与天然胚胎非常相似。团队数十年研究这一研究来自剑桥大学、加州理工学院、华盛顿大学等机构的研究人员合著完成。研究人员表示，这为实验模型中研究神经发育机制开辟了新的可能性。而且虽然现在是在小鼠模型中进行，他们还正在开发一个类似于人类胚胎的发育模型，以了解关键过程背后的机制。如果在将时间轴拉长，这一方法将可以用来指导合成器官的发展。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1309091.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1309091.htm

中国科学家首次在猪体内培育出人源中期肾脏

中国科学家首次在猪体内培育出人源中期肾脏中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员赖良学介绍，供体器官严重缺乏限制了器官移植在临床上广泛应用，基于干细胞的器官异种动物体内培育可能是未来解决这一问题的理想途径。“通过该途径获得的人源化器官不仅将具有更全面的细胞类型和更完善的器官结构与功能，而且由于供体细胞来源于患者自体，将有效避免异种器官或同种异体器官移植中存在的免疫排斥等问题。”赖良学说。此前，实现人源化器官异种体内培育存在诸多技术障碍，导致从猪体内培育人体器官的设想一直没有成功。本次研究利用具有高分化潜能、强竞争及抗凋亡能力的新型人诱导多能干细胞，结合优化的胚胎补偿技术体系，在肾脏缺陷猪模型体内实现了人源化中肾的异种体内培育。在研究中，上述源于人的细胞被注射到猪胚胎中，再将其移植入代孕猪。其中使用的猪模型经过基因改造，缺乏肾脏发育所需基因，从而为移植的人细胞留出空位。该研究严格遵守相关伦理规定以及国际惯例，在3至4周猪胎龄内终止了代孕猪的妊娠。共获得2只胎龄25天、3只胎龄28天的中肾嵌合猪胚胎。中肾指其体内的肾脏已经发育为中期肾脏，即肾脏发育的第二阶段。针对肾脏发育关键功能性基因的免疫荧光染色结果证明，人源供体细胞已分化成为表达这些基因的功能性细胞，说明伴随着胚胎发育，猪胎儿体内的人源供体细胞将能够支持人源化肾脏生成。研究人员表示，这项成果首次证明了基于干细胞及胚胎补偿技术在异种大动物体内培育人源化功能性实质器官的可行性，为利用器官缺陷大动物模型进行器官异种体内培育迈出了关键的第一步，对解决供体器官严重短缺难题具有重要意义。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382569.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382569.htm

科学家从干细胞中创造出类似人类胚胎的模型

科学家从干细胞中创造出类似人类胚胎的模型但这一关键时期在很大程度上仍未被科学家和医生研究，因为胚胎仍然太小，无法在活体患者身上观察。接受试管婴儿的病人的捐赠可用于研究，但供应有限，而且要遵守严格的伦理法规。现在，剑桥大学和加州理工学院的科学家们已经开发出了新的人类胚胎3D模型，该模型由干细胞培育而成，以一种可以在实验室中轻松研究的方式模拟了第9天和第14天之间的发育。这个窗口以前只能在动物细胞中研究。图为由干细胞培育出的人类胚胎样模型在发育的第四天。该研究的主要作者MagdalenaZernicka-Goetz教授说："我们的人类胚胎样模型完全由人类干细胞创建，使我们能够在通常情况下由于小胚胎植入母亲的子宫而被隐藏的阶段看到发育结构。这一令人兴奋的发展使我们能够在一个模型系统中操纵基因以了解它们的发育作用。这将让我们测试特定因素的功能，这在自然胚胎中很难做到"。这些模型包含制造人类胚胎所需的大部分细胞，包括最终将形成自己的精子或卵子的生殖细胞的前体。它们还包含支持胚胎的细胞，包括那些继续形成胎盘、卵黄囊和羊膜囊的细胞。然而，出于道德原因，这些模型被制成缺少大脑和心脏跳动的细胞，因此它们不能发育到14天以上。这是为了遵守目前在实验室中培养人类胚胎的法律限制。这一里程碑是Zernicka-Goetz和她的团队十年来逐步改进小鼠胚胎模型的工作成果。其他研究人员，包括来自以色列魏茨曼科学研究所的一个团队，也将小鼠胚胎模型推到了心脏细胞跳动的程度。多个团队在这一领域的工作不断增加，可能有助于提高寻求受孕的夫妇的存活率，更好地治疗遗传疾病，以及用于移植的实验室培育的器官。这项新研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367837.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367837.htm

科学家从极度濒危的犀牛身上培育出干细胞和迷你大脑

科学家从极度濒危的犀牛身上培育出干细胞和迷你大脑苏门答腊犀牛曾经广泛分布于整个东南亚地区，现在地球上只剩下不到80头个体。栖息地的丧失和为获取犀牛角而进行的偷猎是对其生存的主要威胁，而且保护工作并不像预期的那样成功，因为这些动物在人工饲养中并不太配合，而且在繁殖过程方面也很困难。为了给它们提供急需的帮助，马克斯·德尔布吕克分子医学中心（MDC）的科学家已经转向基于实验室的工具。成熟的细胞可以被重新编程成为iPSCs，而iPSCs又可以成为身体中的几乎任何其他细胞。在这项研究中，研究小组从取自马来西亚最后一头雄性苏门答腊犀牛Kertam的皮肤细胞中生成了iPSCs，后者于2019年死亡。这些iPSCs被发现能够成功地产生来自三个生殖层的细胞--内胚层、中胚层和外胚层--这反过来又能产生动物的所有组织和器官。接下来，研究人员用干细胞在实验盘中培育出脑器官，基本上可以被理解为是微型犀牛脑，因为所有测试的神经标志物都可以被检测到，表明这些细胞有可能产生复杂的器官。一个一个月大的迷你犀牛大脑，由干细胞培育而成。发育完全的神经元以绿色显示，而祖细胞为红色。但当然，这项工作最重要的意义在于，iPSCs可用于帮助提高苏门答腊犀牛的育种成功率，并增加其遗传多样性。克塔姆的遗产可以在他死后很长时间内继续存在。该研究的第一作者VeraZywitza说："我们保存了他的遗传信息，并创造了一个机会，为将来的育种目的生产可行的精子。由于从苏门答腊犀牛身上采集的精液在直接取回后质量很差，在冷冻和解冻后质量更差，体外生成的精子为苏门答腊犀牛的一般辅助繁殖提供了一个很好的选择。"该研究发表在《iScience》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332837.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332837.htm

德国培育出与人类胚胎心脏相似的“微型心脏” 直径0.5毫米

德国培育出与人类胚胎心脏相似的“微型心脏”直径0.5毫米据新华社报道，德国研究人员用干细胞培育出与人类早期胚胎心脏相似的“微型心脏”，可帮助深入理解心脏发育过程，寻找治疗心脏疾病的新方法。德国慕尼黑理工大学日前发布新闻公报说，该校团队培育的这种“微型心脏”直径仅0.5毫米，在电刺激下能像人类心脏腔室一样收缩。它是第一种同时包含心肌细胞和心外膜细胞的类器官，研究人员称其为“心外膜类器官”并进行了多项分析，相关论文分别发表于英国《自然·通讯》和《自然·生物技术》杂志上。据介绍，类器官是由干细胞通过分化和自组织形成的三维细胞结构，具有人体相应器官的部分特定功能和构造，对发育生物学研究、疾病建模、药物筛选等有重要价值。位于心脏外层的心外膜细胞在发育过程中起着决定性作用，它们能转化成多种类型的心脏细胞，对心脏腔室的形成也很重要。人类受精卵发育三个星期后，心脏开始形成，人们对这一阶段心脏发育的了解还很少。研究团队使用具有较强分化能力的人类多能干细胞，用离心机使约3.5万个细胞聚集成球，然后用调控胚胎发育的信号分子维甲酸刺激干细胞。通过控制维甲酸的剂量和添加时间，成功使细胞球发育出类似早期心脏的结构。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353333.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353333.htm

全球首例无需精子卵子通过干细胞创造出了人类胚胎模型

全球首例无需精子卵子通过干细胞创造出了人类胚胎模型团队的研究人员在美国时间6月14日，于波士顿举办的国际干细胞研究学会年会上的全体会议上描述了这项工作，相关研究目前尚未发表在正式的科学期刊或预印本上。一旦研究被证实真实有效，这将是全球首例无需精子卵子结合，人工合成的人类胚胎模型。BBC㊙