Cell Stem Cell：首次创建了牛胚胎模型

研究结果为培育具有特定性状的牛铺平了道路。国际组织最近发表的关于人类胚胎模型的初步工作发现可能有助于了解先天性缺陷和早期妊娠丢失。

　　

发表在《细胞干细胞》(Cell Stem Cell)杂志上的一篇文章描述了首次从牛多能干细胞(PSCs)中培育出囊胚的科学研究。囊胚最初被(错误地)称为“合成胚胎”。囊胚类似于哺乳动物早期胚胎发育形成的囊胚结构。研究人员得出结论，它们可以在短期内用于模拟牛胚胎发育。

“因为干细胞很容易操作，所以有可能编辑特定的基因并研究这样做的效果，” 圣保罗大学生物科学研究所(IB-USP)的研究员、该文章的作者之一Ana Elisa Ribeiro Orsi说。“从长远来看，我们相信囊胚可以被完善到完全怀孕的程度。这将促进具有理想特性的牛的大规模繁殖。”

在FAPESP的支持下，Orsi在美国德克萨斯大学西南医学中心分子生物系完成了部分硕士研究。她的论文导师Lygia da Veiga Pereira是IB-USP遗传和进化生物学系的教授。

与只能分化为血细胞的造血干细胞(HSCs)和只能分化为骨、软骨、脂肪细胞的间充质干细胞(MSCs)不同，PSCs在成人体内可以分化为各种细胞。

在这项研究中，研究人员首先分别从小鼠、人类和牛细胞受精后3、5和7天的囊胚中分离出PSCs。在这个阶段，psc还没有开始分化成其他类型的细胞。“我们从胚胎中提取这些细胞，并在培养中繁殖，产生数十亿个细胞，这些细胞可以被诱导分化成实验室中感兴趣的任何组织，”Pereira说，他是USP国家胚胎干细胞实验室(LaNCE)的负责人，同时也参与了由FAPESP资助的研究、创新和传播中心(RIDCs)之一的细胞治疗中心(CTC)。

文章认为，了解囊胚的形成和着床对提高农场动物的繁殖能力至关重要，但由于胚胎供应有限，囊胚是一种可用于胚胎发生研究的体外模型。作者总结说:“经过进一步优化，牛囊胚技术可能会导致新的人工繁殖技术的发展，这可能会使牲畜繁殖的模式发生转变。”

文章描述了该方案的创建，并指出囊胚在形态和特征基因表达方面与牛胚胎相似。“我最喜欢的部分是，当我们将囊胚转移到奶牛身上时，我们在它们的血液中检测到干扰素-tau。干扰素-tau是一种激素，表明母体对牛怀孕的识别。

除了Orsi，这篇文章还由隶属于美国德克萨斯大学、佛罗里达大学和路易斯安那州立大学，以及上海交通大学和中国科学院动物研究所的其他13名研究人员署名。

“对我来说，这项研究最令人兴奋的部分是PSCs在体外组织和恢复胚胎发育的能力，”Pereira说，他拥有纽约城市大学(美国)生物医学科学博士学位，是国际干细胞研究协会(ISSCR)董事会成员。

LaNCE-USP已将PSCs分化为心脏细胞、血管细胞和神经元。自2012年以来，该公司已将成人细胞重新编程为诱导多能干细胞(iPSCs)。

人类胚胎模型

根据ISSCR于2023年6月27日发布的新闻稿，“本月在美国波士顿举行的ISSCR 2023年会上发表的最新工作，以及此后不久作为预印本发布在网上的其他研究(未经同行评审)，突显了干细胞胚胎模型发展的快速进展。”该新闻稿包含了“帮助公众了解这一进展并协助媒体准确报道”的基本信息，例如“综合胚胎模型既不是合成的，也不是胚胎”。虽然这些模型可以复制人类胚胎早期发育的各个方面，但它们不能也不会发育成相当于出生后阶段的人类。”

此外，“ISSCR指南禁止将任何胚胎模型移植到人类或动物的子宫”。

声明强调，使用这些模型“可以对胚胎发育的早期阶段进行实验建模”，并有助于了解早期妊娠丢失和胎盘衰竭。它还可以“帮助研究人员获得心脏、神经系统和其他器官先天性缺陷的早期发育起源的基本知识”。

文章标题

Bovine blastocyst-like structures derived from stem cell cultures