形态原驱动的分化被人类iPSCs球形体内的物理限制所阻止
Haneen S Alsehli1,2, Errin Roy1, Thomas Williams1
1Centre for Gene Therapy and Regenerative Medicine, King's College London, London, United Kingdom.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|November 26, 2024
概括
人类干细胞球体体的物理限制大大减少了胚胎层的形成. 软化水凝拯救了这种效果,揭示了机械力.
科学领域:
- 发育生物学是发展生物学.
- 干细胞生物学 干细胞生物学
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 人类胚胎发育期间的细胞系特征涉及显著的形态变化,特别是在胃发育过程中.
- 在早期人类胚胎发生过程中,机械力和生化信号之间的相互作用在很大程度上仍未被探索.
研究的目的:
- 在3D*体外*模型中研究生物化学线索和物理限制对人类诱导多能干细胞 (hiPSCs) 的影响.
- 阐明机械力量在早期人类发育过程中调节胚胎层形成和细胞形状变化的作用.
主要方法:
- 利用在球体中培养的hiPSCs使用3D *in vitro*模型.
- 在自由漂浮和物理限制的环境中比较自我更新和差异化的介质条件.
- 用于物理限制的PEG-水凝,包括具有时间依赖软化特性的凝.
- 综合高含量成像用于定量分析.
主要成果:
- 在不受限制的条件下,差异化介质促进了三细菌层的出现,BMP4诱导了极化SOX17表达和球状延伸.
- 使用水凝的物理限制显著降低了SOX17的表达,表明生殖层特征受损.
- 监禁对SOX17表达的抑制作用在使用随时间变软的水凝时是可逆的.
结论:
- 在人类胚胎干细胞模型中,机械限制在调节细胞系特征和生殖层形成方面发挥着至关重要的作用.
- 基质刚性和生化信号之间的相互作用决定了发育结果.
- 这项研究使用先进的"体外"模型提供了对早期人类发育的物理驱动因素的见解.


