科學家在類原腸胚中實現心臟的發生

2020-12-04 科學網

科學家在類原腸胚中實現心臟的發生

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/11/11 22:52:57

近日，瑞士洛桑聯邦理工學院Matthias P. Lutolf及其研究組在類原腸胚中實現心臟的發生。2020年11月10日，國際知名學術期刊《細胞—幹細胞》在線發表了這一成果。

研究人員發現，小鼠胚胎幹細胞（mESC）可以被誘導，進而以體內類似的時空保真度穩健地經歷早期心臟器官發生的基本步驟。這些軸向分化的胚胎類器官（類原腸胚）模擬了胚胎發育並支持心血管祖細胞的生成，包括第一和第二心臟區域。在原腸樣管附近形成跳動的心臟組織之前，心臟祖細胞自組織成一個新月形的前部區域，從而心臟組織被心內膜樣層隔開。

這些發現揭示了mESC通過多種組織的協調發育來執行器官發生的驚人潛力。這個平臺可能是研究心臟發育的絕佳工具，它具有前所未有的細節和通量。

據介紹，類器官是研究組織發育、生理和疾病的強大模型。然而，當前的培養系統破壞了天然器官發生的複雜形態發生過程所需的誘導性組織-組織相互作用。

附：英文原文

Title: Capturing Cardiogenesis in Gastruloids

Author: Giuliana Rossi, Nicolas Broguiere, Matthew Miyamoto, Andrea Boni, Romain Guiet, Mehmet Girgin, Robert G. Kelly, Chulan Kwon, Matthias P. Lutolf

Issue&Volume: 2020-11-10

Abstract: Organoids are powerful models for studying tissue development, physiology, and disease.However, current culture systems disrupt the inductive tissue-tissue interactionsneeded for the complex morphogenetic processes of native organogenesis. Here, we showthat mouse embryonic stem cells (mESCs) can be coaxed to robustly undergo fundamentalsteps of early heart organogenesis with an in-vivo-like spatiotemporal fidelity. These axially patterned embryonic organoids (gastruloids)mimic embryonic development and support the generation of cardiovascular progenitors,including first and second heart fields. The cardiac progenitors self-organize intoan anterior domain reminiscent of a cardiac crescent before forming a beating cardiactissue near a putative primitive gut-like tube, from which it is separated by an endocardial-likelayer. These findings unveil the surprising morphogenetic potential of mESCs to executekey aspects of organogenesis through the coordinated development of multiple tissues.This platform could be an excellent tool for studying heart development in unprecedented detail and throughput.

DOI: 10.1016/j.stem.2020.10.013

Source: https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(20)30507-5

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