英國弗朗西斯·克里克研究所科學家開發(fā)了一種能培育出人類脊索的干細胞模型，這是人類首次在干細胞模型中培育出脊索組織。在胚胎發(fā)育過程中，脊索就像是一個GPS導航系統，引導細胞構建脊柱和神經系統。這一成果標志著科學家在研究人體早期發(fā)育形態(tài)方面邁出了重要一步，相關論文18日發(fā)表在《自然》雜志上。

人類軀干狀類器官切片。脊索（綠色）導致神經組織（藍色）形成圖案（洋紅色）。圖片來源：英國弗朗西斯·克里克研究所

脊索是一種棒狀組織，是所有脊椎動物的標志性特征。是發(fā)育中支撐軀干的關鍵部分，有助于確定身體的主軸。它就像發(fā)育中胚胎的GPS系統，指導脊柱和神經系統的形成。但由于其結構的復雜性，在實驗室中生成這種重要組織一直是個難題。

此次，研究人員首先通過雞胚胎了解了脊索如何自然形成。通過將其與現有小鼠和猴子胚胎信息進行比較，他們終于確定了形成脊索組織所需的分子信號的時機和順序。

以前實驗室培育脊索失敗的原因之一是不清楚何時添加所需的成分。現在，團隊找到了正確“配方”，生成了一系列精確的化學信號序列，并借此誘導人類干細胞形成脊索。

干細胞形成了一個微型的“軀干狀”結構，該結構可發(fā)出化學信號，可自發(fā)延長至1—2毫米。它包含正在發(fā)育的神經組織和骨干細胞，其排列方式與人類胚胎的發(fā)育方式相似。這表明脊索正在促使細胞在正確的時間、正確的位置發(fā)育成正確的組織類型。

研究人員表示，這項成果有助于深入探索影響脊柱和脊髓的先天性缺陷，還可能為研究影響椎間盤（由脊索發(fā)育而來的位于椎骨之間的減震墊）的疾病提供新見解。