京都大学人类生物学高级研究所(ASHBi)的科学家表示，他们使用培养皿和诱导多能干细胞(iPSC)来了解人体计划的早期阶段是如何建立的。

在他们发表于《自然》杂志的研究“体外重建人类体细胞发生”中，医学博士CantasAlev和他的团队创造了一种由人类iPSC衍生细胞和Matrigel(一种富含细胞外基质成分的粘性凝胶化合物)组成的混合物，以产生据报道，一个3D模型可以在一个培养皿中概括我们早期身体计划的发展，他们将其命名为“axioloids”。

“我们(自下而上)生成轴突的方法不仅使我们能够解耦基本的生物过程，例如细胞形态和细胞状态，而且使我们能够确定突变如何导致脊柱疾病，”Alev解释说。“我们还预计，为了更好地了解其他疾病的病因和病理，类似的策略将变得越来越必要。”

研究人员指出，脊椎动物的分段身体计划是在体细胞发生过程中建立的，这是模型生物中经过充分研究的过程，但由于伦理和技术限制，人类仍然难以捉摸。“尽管基于多能干细胞(PSC)的方法最近取得了进展，但在空间和时间上有力地概括人类体细胞发生的模型仍然在很大程度上缺失，”他们写道。

“在这里，我们介绍了一种基于PSC的中胚层人类分割和体细胞发生3D模型，我们称之为‘axioloid’，它准确地捕捉了分割时钟的振荡动力学以及体外连续体节形成的形态学和分子特征。轴突显示出形成节段的适当的rostrocaudal图案和稳健的前后FGF/WNT信号梯度和视黄酸(RA)信号成分。

“我们确定了RA信号在稳定形成片段中的一个意想不到的关键作用，表明RA和细胞外基质(ECM)对体节的形成和上皮化具有明显但又协同的作用。重要的是，比较分析证明了轴突与人类胚胎的惊人相似性，轴突中存在HOX代码进一步验证了这一点。

“最后，我们通过使用具有HES7和MESP2突变的类患者iPSC，证明了轴突在研究人类先天性脊柱疾病发病机制中的效用。这些结果表明，轴突代表了一个有前途的新平台来研究人类的轴发育和疾病。”

“(我们的)axioloids不仅捕获了分割时钟的振荡性质，而且还捕获了在分割和体细胞发生过程中观察到的分子以及3-D形态和结构特征”Alev指出，他的团队发现了一个以前未被重视的维甲酸在体节形成过程中的功能作用。

“我们的[研究]对于揭示维甲酸在体细胞发生过程中的作用至关重要。许多研究人员很可能错过了这一重要作用，因为维生素A是一种常见的补充剂，通常会包含在培养基中。”

当将轴突与实际人类胚胎进行比较时，它们揭示了“与卡内基9-12期人类胚胎的显着相似之处，众所周知，这是人类发育过程中大脑和心脏等器官开始形成的关键阶段，”他说。

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