研究揭示人类轴向延伸背后兴奋系统

美国哈佛大学的Sharad Ramanathan等研究人员发现，控制类器官的对称性破坏揭示了人类轴向延伸背后的一个兴奋系统。相关成果1月18日发表于《细胞》。

研究人员开发了一个生物工程和机器学习框架，通过调整它们的空间耦合来优化类器官的对称性破坏。利用这个框架，可重复地生成轴向伸长的类器官，每个类器官拥有一个尾芽和神经管。

研究人员发现，一个由WNT/FGF信号组成的兴奋系统通过诱导一个类似神经外胚层的信号中心来驱动延伸。兴奋系统的不稳定性被分泌的WNT抑制剂所抑制，缺少这些抑制剂会导致异位的尾芽和分支。这些结果确定了管理人类稳定轴向延伸的机制。

研究人员表示，人类胚胎打破对称性，形成身体的前后轴。当胚胎沿着这条轴线延伸时，尾芽中的祖先产生了生成脊髓、骨骼和肌肉的组织。这就提出了一个问题：胚胎是如何实现轴向延伸和模式化的。虽然体外研究有伦理上的优势，但类器官系统的变异性阻碍了机理上的洞察力。