在此,通过诱导特定基因的表达、创造适合干细胞间交流的生长环境,研究团队实现了干细胞之间的信号传递。
研究小组展示了构建胚胎小鼠的模型,整个天然小鼠胚胎发育过程经历了8.5天。
全过程通过三种干细胞来实现发育,无需提供任何额外的外部信号线索。
在显微镜下,能够观察到发育大脑、神经管、心脏、前肠、体节、尿囊、原始生殖细胞和卵黄囊结构。
最最关键的是,能够辨别出前脑与中脑区域的完整大脑结构。
这是Zernicka-Goetz团队首次在干细胞培育的胚胎模型中展现出前脑的结构。
尽管实验中展现出前脑完整结构,但这并不意味着与真实胚胎具有相同的功能。
接下来,研究者还培育出敲除Pax6基因的胚胎模型,结果发现,这一模型也呈现了相似的缺陷模式。
Pax6基因是大脑、眼部发育必不可少的基因,如果发生突变便会造成大脑发育缺陷。
通过一系列实验,研究者们证明了胚胎和两种胚胎外干细胞的自组织能力通过原肠胚形成和早期器官形成重建哺乳动物的发育。
玻璃瓶中的胚胎
Zernicka-Goetz的团队是在以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)干细胞生物学家雅各布·汉纳(Jacob Hanna)开发的技术帮助下完成的,他多年来也一直在研究这个问题。