科學史上的女性：Hilde Mangold與實驗胚胎學的糾葛
2020-07-26 BioArtReports撰文 | Lala
責編 | 雪月
Hans Spemann與實驗胚胎學
實驗胚胎學是研究組織和細胞如何在胚胎中發育的學科。20世紀初，胚胎學家們正利用細胞體積大，發育迅速的兩棲類物種，如青蛙或蠑螈，作為胚胎發育的模型。細胞命運圖譜的研究能使科學家追蹤發育中的胚胎細胞，觀察它們後期是如何遷移和形成不同組織的。
Hans Spemann是當時實驗胚胎學領域的著名科學家，研究非常早期的發育，即受精後的原腸期。「原腸胚化」是指胚胎迅速遷移和重新排列成三種不同的細胞類型：外胚層、中胚層和內胚層，在胚胎發育的過程中起著關鍵作用，但此時胚胎中的細胞分化機制還不十分清楚。
Spemann發現，在雙細胞期蠑螈胚胎中，有一塊胚胎生長必需的「灰色新月」區域。到胚胎後期時，他發現灰色新月體產生了啟動原腸胚形成的背細胞。Spemann對這些背細胞的潛在功能很感興趣，判斷其研究肯定會將實驗胚胎學向前推進一大步。
Hilde Mangold的貢獻舉足輕重
Hilde Mangold於1898年10月20日出生於德國，1919年在法蘭克福大學期間聽了Hans Spemann的講座，之後加入了Spemann實驗室進行博士研究工作。
Mangold的博士課題是研究在原腸胚形成過程中細胞分化是如何被指定的。Spemann和Mangold假設，背細胞啟動原腸形成的細胞，在某種程度上指導著細胞的分化，而驗證假設的最好方法是做胚胎細胞移植實驗。
Mangold利用不同細胞色素沉著的物種進行背細胞移植，這樣移植的細胞就可以通過顏色與宿主細胞區分開來。如果他們的假設是正確的，移植的細胞應該誘導宿主胚胎中周圍細胞的原腸化，誘導第二個身體軸的發育。
在精卵結合、胚胎發育到特定階段後，Mangold利用一根實驗室特製的玻璃針小心地移除外膜，解剖這塊微小的區域，甚至還創新性地利用了一根孩子的頭髮當作手術工具操作。
移植結束後，胚胎被放回水中，因為當時還沒有抗生素，大多數胚胎都死了。兩天後，Mangold發現她的假設是正確的——存活下來的胚胎確實發育出了第二條身體軸。在接下來的幾天裡，她觀察到整個神經管和大腦會在移植部位形成，關鍵是這些新結構是由移植組織周圍的宿主細胞形成的。她的實驗證明，移植的背細胞誘導鄰近細胞遷移並指導細胞分化。
Mangold在此課題上工作了兩年，移植並記錄了250多個蠑螈胚胎的實驗結果。最後，只有六個存活下來。
1924年Mangold的論文發表，在論文作者一欄，Spemann卻將自己的名字列在Mangold前面，但Mangold在這件事上幾乎沒有發言權。完成博士學位後不久，她就與家人搬到了柏林，於1924年意外身亡，年僅26歲。
組織者（Organizer）的研究還在繼續
胚胎發育中背唇組織者（Organizer）的論文被稱為「實驗胚胎學歷史上最重要的事件之一」，Mangold和Spemann為胚胎誘導的研究奠定了基礎。
1935年，Hans Spemann因這項工作而獲得諾貝爾獎，他在演講中一共提到了Mangold兩次，卻沒有提到這是她的論文項目。Mangold的重要性被刻意削弱了，但她在這一領域的傑出貢獻值得肯定。
胚胎發育中背唇組織者的發現引發了大量關於細胞如何分化的研究：為什麼這組細胞能誘導周圍細胞移動並分化成特定的細胞類型？它們是如何獲得這種能力的？這種現象的本質是什麼？幾十年後，這些問題才得到令人滿意的答案。現在，科學家們可以將人類胚胎幹細胞在培養基中分化成無數種細胞類型，甚至可以取分化後的細胞，讓它們再次未分化，而這都與胚胎發育中背唇的這一小塊細胞有關。
原文連結
https://www.jax.org/news-and-insights/jax-blog/2016/october/women-in-science-hilde-mangold#
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