論文標題:從前期原腸化到晚期器官生成的子宮外小鼠胚胎發育(Ex utero mouse embryogenesis from pre-gastrulation to late organogenesis

作者:Alejandro Aguilera-Castrejon等人

出版期刊:《自然》(Nature)。

出版時間:2021年3月17日。

機構:以色列雷霍沃特魏茨曼科學研究學院分子遺傳學系、分子細胞生物學系、生命科學核心設施平台;蘭巴姆健康照護校區婦產部、臨床研究中心、腸胃學單位;路絲和布魯斯·拉帕波特醫學院;以色列阿什杜德科技公司。

研究目的:提供一個可以在子宮外培養著床後小鼠胚胎的技術平台,從胚胎的腔腸化(gastrulation)時期培養到後肢形成的時期,以利研究哺乳類的胚胎在子宮著床後的發育過程。

研究類型:簡報型論文Accelerated(Rapid)Publication,已經過同儕審查接受出版,目前提供的研究論文並非最終形式,可能會再經過編輯排版及校對。

研究結論:在研究團隊使用的子宮外培養系統中,發現胚胎最多可以正常發育6天,並且與子宮內生長的胚胎狀況和發育階段一致。預期可進一步研究人類的多功能胚胎幹細胞在子宮外系統的發育狀況。

研究方法:從懷孕母鼠分離出受精第7.5天的胚胎,放入可以精準調控氧氣、二氧化碳及氣壓的子宮外培養系統,並找出與子宮內生長環境類似的成分,調整成分的配方與比例。初步讓胚胎正常發育到有44個體節的階段後,再設定新的參數,調整條件直到胚胎能夠在子宮外培養系統發育共6天。研究使用單一細胞RNA定序看胚胎細胞的基因表現、免疫螢光染色法看發育相關基因在胚胎中的分布模式,來對照胚胎在子宮內、外發育狀態是否相符。

最後運用多功能胚胎幹細胞測試在子宮外培養系統的發育狀況,希望探討這個系統用在其他哺乳類胚胎的可能性。

研究重要性:

  1. 過去的研究中,子宮外培養著床後小鼠胚胎的系統效率較低,胚胎在開始培養後24小時內會出現發育異常。此篇研究提高胚胎在子宮外正常發育的時間,可有助研究更多胚胎著床後發育的過程。
  2. 過去研究不同物種胚胎幹細胞的發育很有限,因為缺乏著床後胚胎的培養方法。此研究提供胚胎著床後可行的子宮外培養方法、培養成分的參數等,可有助研究其他哺乳類胚胎的發育。

研究限制:

  1. 此研究論文雖然已通過同儕審核,但並非最終形式,可能會再經過編輯排版及校對,視各期刊的審查過程不同,可能還會需要補足後續的實驗以及數據。
  2. 此研究呈現的子宮外培養系統是還在開發中的技術平台,要在臨床上實現還有非常大的距離。
  3. 研究對象是小鼠,雖然有使用人類的胚胎幹細胞做實驗,但不代表能用在人類胎兒上。

相關名詞解釋:

原腸化(gastrulation):是在胚胎發育過程中的一個階段。腔腸化時期上胚板細胞(epiblast cell)會分化形成三胚層(three germ layer),即外胚層(ectoderm)、中胚層(mesoderm)、內胚層(endoderm),最終會發育形成完整的個體。

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曾雨涵

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