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子宫外生长的高级小鼠胚胎

要观察在变成哺乳动物胚胎的途中,一个细小的细胞球如何先附着在等待的子宫壁上,然后发展为神经系统,心脏,胃和四肢:在胚胎领域,这是一个备受追捧的圣杯发展了将近100年。魏兹曼科学研究所的雅各布·汉纳教授及其团队现在已经完成了这一壮举。他们创建的用于在胚胎植入后初期在子宫外生长小鼠胚胎的方法,将为研究人员提供一种前所未有的工具,以了解基因编码的发育程序,并且可以提供对出生和发育缺陷以及相关缺陷的详细见解。在胚胎植入中。这项研究的结果发表在《自然》上。

研究所分子遗传学系的汉娜(Hanna)解释说,当今有关哺乳动物胚胎发育的许多信息要么来自观察非哺乳动物(例如青蛙或下蛋的鱼)的过程,要么来自解剖小鼠的静态图像胚胎并将它们加在一起。他补充说,早在1930年代之前就已经有了在子宫外生长早期胚胎的想法,但是基于这些建议的实验取得了有限的成功,并且胚胎倾向于异常。

Hanna的团队决定继续努力,以推进他实验室中的研究,该实验室侧重于在胚胎干细胞中实施开发程序的方式。在七年的时间里,通过反复试验,微调和仔细检查,他的团队提出了一个两步过程,即他们能够在子宫外正常生长六天的小鼠胚胎,大约是他们的三分之一。妊娠20天-到那时胚胎已经有了明确的身体计划和可见器官。汉娜说:“对我们来说,这是胚胎发育中最神秘,最有趣的部分,我们现在可以观察到它并对其进行惊人的试验。”

这项研究由Hanna实验室的Alejandro Aguilera-Castrejon,Bernardo Oldak博士,已故的Rada Massarwa博士和Noa Novershtern博士以及Hanna的前学生Itay Maza博士领导,该学生现在在Technion的Rambam卫生保健园区工作。 -以色列理工学院。

对于大约持续两天的第一步,研究人员从几天后的旧小鼠胚胎开始-刚将它们植入子宫后。在这个阶段,胚胎是由250个相同的干细胞组成的球。将它们放在实验室培养皿中的特殊生长培养基上,研究小组让这些球附着在该培养基上,就像它们会附着在子宫壁上一样。通过这一步骤,他们成功地复制了胚胎发育的第一阶段,其中胚胎的大小增加了一倍和三倍,因为它分为三层:内层,中间层和外层。

两天后,随着胚胎进入下一个发育阶段-从每一层形成器官-他们需要额外的条件。第二步,科学家将胚胎放在小烧杯中的营养液中,将烧杯放在滚筒上,使溶液保持运动并不断混合。这种混合似乎有助于保持胚胎的生长,而这些胚胎在没有母体血液流到胎盘的情况下生长,并浸入了营养物质中。除了仔细调节烧杯中的营养成分外,研究小组还通过进一步的实验了解到,要密切控制气体,氧气和二氧化碳-不仅要控制气体,氧气和二氧化碳的含量,还要控制气压。

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