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滴答！科学家在人类体内发现调节脊椎发育的“细胞时钟”
2020-01-13 17:36:45 来源：前瞻网 阅读量：4.62万
20多年前，发育生物学家奥利维尔·波尔奎(Olivier Pourquie)的实验室在鸡胚胎中发现了一种细胞时钟，在这种时钟中，每一个“滴答”都会刺激一种叫做体细胞体的结构的形成，最终形成脊椎。
这种“分节钟”在许多生物体中都有发现，包括小鼠。但迄今为止，还没有人能够证实分节钟是否存在于人类体内。
1月8日，Pourquie领导的两个独立团队在《自然》杂志上报道，经过几十年的努力，他们创造了第一个分节钟的实验室皿状模型，该模型使用来自成人组织的干细胞。
这些成果不仅提供了第一个证据，证明分节钟在人类体内滴答作响，而且也为科学界提供了第一个体外系统，使研究非常早期的人类脊柱发育成为可能。
“我们对人体体细胞的发育几乎一无所知，它们形成于受精后的第三到第四周，在大多数人知道自己怀孕之前，”哈佛医学院布拉瓦特尼克研究所(Blavatnik Institute)的遗传学教授、哈佛干细胞研究所(Harvard Stem Cell Institute)的主要教员波尔奎(Pourquie)说。
“我们的系统对于研究分节钟的基础规则非常强大。”
“我们的创新实验系统现在允许我们将老鼠和人类的发展并排比较，”波尔奎实验室的研究生、哈佛医学院领导的这项研究的共同第一作者玛格丽特迪亚兹-库阿德罗斯(Margarete Diaz-Cuadros)说。“我很高兴能解开人类发展的独特之处。”
这两个模型都为理解脊柱的发育状况打开了新的大门，比如先天性脊柱侧凸，以及与胚胎同一区域的组织有关的疾病，这些组织被称为近轴中胚层，包括全身的骨骼肌和棕色脂肪，以及躯干和背部的骨骼、皮肤和血管内壁。
Pourquie希望研究人员能够使用新的干细胞模型来生成分化组织，用于研究和临床应用。这样的工作将为设计新的治疗方法提供基础。
“我们可以生产出90%效率的近轴中胚层组织，”Pourquie说，“这是一个非常好的开始。”
他的团队从胚胎老鼠细胞中创造了一个类似的模型。
哈佛医学院的研究人员惊奇地发现，在小鼠和人类细胞培养皿中，细胞分节钟都开始滴滴作响，而且细胞并不需要首先排列在与人体更相似的3D支架上。
“它在二维模型中工作的效果非常惊人。”Pourquie说。
研究小组发现，在人类细胞中，每5小时分节一次，在老鼠细胞中，每2.5小时分节一次。研究人员说，这种频率上的差异与小鼠和人类在妊娠时间上的差异是一致的。
Pourquie实验室的下一个项目是研究什么控制着生物钟的可变速度，更雄心勃勃的目标是什么控制着不同物种胚胎发育的长度。
“有很多非常有趣的问题需要解决，”他说。
原文出处：
https://www.sciencedaily.com/releases/2020/01/200108131636.htm，Cellular clock regulating human spine development，作者：Stephanie Dutchen
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