人體體細胞發(fā)生的體外重建與解構(gòu)

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抽象的

脊椎動物體顯示節(jié)段性組織，其在脊柱和周圍神經(jīng)的周期性組織中最為顯著。當包含骨骼肌和椎骨前體的體節(jié)從前體中胚層(PSM)有節(jié)奏地產(chǎn)生時，首先實施這種同色異譜組織。然后體節(jié)被細分為前部和后部隔室，這對于椎骨形成和周圍神經(jīng)系統(tǒng)的節(jié)段性模式1-4至關(guān)重要.這個關(guān)鍵的體細胞細分是如何建立的仍然知之甚少。在這里，我們介紹了人類多能干細胞(PSC)的新型三維培養(yǎng)系統(tǒng)，稱為Somitoids和Segmentoids，它們概括了具有前后(AP)身份的體節(jié)樣結(jié)構(gòu)的形成。我們確定了分割時鐘在將時間節(jié)律性轉(zhuǎn)化為前后體細胞室的空間規(guī)律性方面的關(guān)鍵功能。我們展示了分割基因MESP2的初始鹽和胡椒表達在新形成的節(jié)段中，通過主動細胞分選機制轉(zhuǎn)化為前部和后部同一性的隔室。我們的工作表明，參與體細胞發(fā)生的主要模式模塊包括時鐘和波前、AP極性模式和體節(jié)上皮化可以在我們的體外系統(tǒng)中分離和獨立運行。我們一起為啟動體節(jié)極性模式的對稱性破壞過程定義了一個新框架。我們的工作提供了一個有價值的平臺來解碼體細胞發(fā)生的一般原則和推進人類發(fā)展的知識。

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