Reconstituting human somitogenesis in vitro

体细胞发生 体节 近轴中胚层 生物 维甲酸 Wnt信号通路 Hox基因 诱导多能干细胞 中胚层 细胞生物学 遗传学 胚胎干细胞 胚胎 信号转导 细胞培养 基因 胚胎发生 转录因子
作者
Yoshihiro Yamanaka,Sofiane Hamidi,Kumiko Yoshioka-Kobayashi,Sirajam Munira,Kazunori Sunadome,Yi Zhang,Yuzuru Kurokawa,Rolf Ericsson,Ai Mieda,Jamie Thompson,Janet Kerwin,Steven Lisgo,Takuya Yamamoto,Naomi Moris,Alfonso Martínez-Arias,Taro Tsujimura,Cantas Alev
出处
期刊:Nature [Nature Portfolio]
卷期号:614 (7948): 509-520 被引量:95
标识
DOI:10.1038/s41586-022-05649-2
摘要

The segmented body plan of vertebrates is established during somitogenesis, a well-studied process in model organisms; however, the details of this process in humans remain largely unknown owing to ethical and technical limitations. Despite recent advances with pluripotent stem cell-based approaches1–5, models that robustly recapitulate human somitogenesis in both space and time remain scarce. Here we introduce a pluripotent stem cell-derived mesoderm-based 3D model of human segmentation and somitogenesis—which we termed ‘axioloid’—that captures accurately the oscillatory dynamics of the segmentation clock and the morphological and molecular characteristics of sequential somite formation in vitro. Axioloids show proper rostrocaudal patterning of forming segments and robust anterior–posterior FGF–WNT signalling gradients and retinoic acid signalling components. We identify an unexpected critical role of retinoic acid signalling in the stabilization of forming segments, indicating distinct, but also synergistic effects of retinoic acid and extracellular matrix on the formation and epithelialization of somites. Comparative analysis demonstrates marked similarities of axioloids to the human embryo, further validated by the presence of a Hox code in axioloids. Finally, we demonstrate the utility of axioloids for studying the pathogenesis of human congenital spine diseases using induced pluripotent stem cells with mutations in HES7 and MESP2. Our results indicate that axioloids represent a promising platform for the study of axial development and disease in humans. A 3D model of human segmentation and somitogenesis derived from induced pluripotent stem cells captures the oscillatory dynamics of the segmentation clock as well as morphological and molecular features of the developing embryonic axis and tail.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
万能图书馆应助海森堡采纳,获得10
13秒前
黑粉头头完成签到,获得积分10
18秒前
liusaiya完成签到 ,获得积分10
20秒前
fxy完成签到 ,获得积分10
23秒前
羊羊羊完成签到 ,获得积分10
37秒前
辛苦科研人完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xdc完成签到,获得积分10
1分钟前
xiaozou55完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Meteor636完成签到 ,获得积分10
1分钟前
微笑高山完成签到 ,获得积分10
1分钟前
笑笑完成签到 ,获得积分10
1分钟前
突然好想你_1017完成签到,获得积分10
1分钟前
111111完成签到,获得积分10
1分钟前
kanong完成签到,获得积分0
1分钟前
十二完成签到 ,获得积分10
1分钟前
可爱的函函应助fmmuxiaoqiang采纳,获得10
1分钟前
单纯的小土豆完成签到 ,获得积分10
1分钟前
Owen应助海森堡采纳,获得10
1分钟前
欧阳完成签到,获得积分10
2分钟前
Jerry完成签到,获得积分10
2分钟前
haralee完成签到 ,获得积分10
2分钟前
2分钟前
海森堡发布了新的文献求助10
2分钟前
Leisure_Lee完成签到,获得积分10
2分钟前
槿一完成签到 ,获得积分10
2分钟前
婉莹完成签到 ,获得积分0
2分钟前
想睡觉的小笼包完成签到 ,获得积分10
2分钟前
启程完成签到 ,获得积分10
2分钟前
kenny完成签到,获得积分10
2分钟前
飞快的冰淇淋完成签到 ,获得积分10
2分钟前
superspace完成签到 ,获得积分10
2分钟前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
3927456843应助科研通管家采纳,获得20
2分钟前
3927456843应助科研通管家采纳,获得20
2分钟前
聪慧的凝海完成签到 ,获得积分0
2分钟前
ROMANTIC完成签到 ,获得积分10
2分钟前
一条摆摆的沙丁鱼完成签到 ,获得积分10
3分钟前
sll完成签到 ,获得积分10
3分钟前
andre20完成签到 ,获得积分10
3分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
求中国石油大学(北京)图书馆的硕士论文,作者董晨,十年前搞太赫兹的 500
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 500
Narrative Method and Narrative form in Masaccio's Tribute Money 500
Aircraft Engine Design, Third Edition 500
Neonatal and Pediatric ECMO Simulation Scenarios 500
苏州地下水中新污染物及其转化产物的非靶向筛查 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4774312
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4107311
关于积分的说明 12704886
捐赠科研通 3828133
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2111944
邀请新用户注册赠送积分活动 1135871
关于科研通互助平台的介绍 1019329