줄기세포는 초기 인간 배아 발달에서 역할을 선택함
#기사: Stem Cells Choose Role in Early Human Embryo Development
#참고1: Naive pluripotent stem cell-based models capture FGF-dependent human hypoblast lineage specification
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「Naive pluripotent stem cell-based models capture FGF-dependent human hypoblast lineage specification」 초록 일부 초기 인간 배아 발생이 시작될 때 수정란은 지속적인 세포 분열, 세포 다양화 및 공간적 조직을 거쳐 속이 빈 구형 구조인 배반포를 형성합니다. 배반포는 표피배엽, 영양외배엽, 하배엽(원시 내배엽이라고도 함)의 세 가지 주요 계통으로 구성되며 각각 고유배아, 태반 및 난황낭으로 발달합니다 … 인간 배아에 대한 제한된 접근, 적용 가능한 접근법 및 윤리적 고려로 인해 인간 배아 계통 분리를 제어하는 규제 메커니즘에 대한 지식은 단편적입니다. 생쥐를 대상으로 한 연구에서는 착상 전 배아 발생 과정에서 순차적 계통 분리 모델이 확립되었습니다. |
줄기세포 기반 모델을 사용한 새로운 연구는 초기 인간 배아 세포가 태아 형성과 난황낭* 형성 사이에서 어떻게 결정을 내리는지 밝혔습니다. 난황낭은 추후 자궁 내 발달에서 필수적이고, IVF(체외수정) 치료를 개선할 수 있으므로 이 결정을 이해하는 것은 매우 중요합니다.
*난황낭(yolk sac)이란? 난황낭은 원래 난황을 분해 및 흡수하는 기능을 담당하는데 그것에 따라 중배엽층은 다량의 혈관을 분화하고 그 모세관망은 난황동맥과 난황정맥을 통하여 배체와 연락된다. 난황을 모두 소비하면 난황낭 조직은 배 내로 흡수된다. (참고: 생명과학대사전)
인간 배아에 대해 직접적으로 수행할 수 있는 연구는 제한적입니다. 따라서 에딘버러 대학교를 포함한 연구팀은 초기 배아의 모든 세포 유형과 구조를 만들 수 있는 Naïve 줄기세포*를 사용했습니다. 그들은 hypoblast라고 불리는 난황낭 설립자의 형성을 연구하기 위해 줄기세포 모델을 설계했습니다.
*다능성 줄기세포(PSCs)는 내(內)‧중(中)‧외(外) 배엽의 모든 계보 세포로 분화하는 능력을 갖춘 미분화세포를 의미하는데, Naïve 상태 또는 Primed 상태로 존재함. Naïve 상태는 착상 전 배반포(embryo)의 내세포 덩어리에서 발견되는 상태를 의미함
(참고: 생명과학대사전, Label-free and non-destructive identification of naïve and primed embryonic stem cells based on differences in cellular metabolism)
Cell Stem Cell에 발표된 해당 연구의 주요한 발견은 하루 미만의 짧은 시간 동안 세포가 hypoblast가 되도록 유발하는 중요한 신호를 정확히 찾아내는 것입니다.
신호는 배아 내에서 만들어지는 섬유아세포 성장 인자라는 단백질입니다. 이전 연구에서는 인간 배아에서 이 신호의 중요성을 간과했습니다.
수석 저자인 엑서터 대학교 생명 시스템 연구소의 Ge Guo 박사는 다음과 같이 말했습니다. “우리의 연구 결과는 초기 인간 배아에서 다양한 세포 유형의 정확한 비율이 어떻게 형성되는지에 대한 통찰력을 제공합니다. 우리의 연구가 앞으로 난임 치료에 도움이 되기를 바랍니다.”
주요사실:
1. 이 연구는 초기 배아 세포가 어떻게 태아 또는 난황낭을 형성하는지를 보여줌
2. 중요한 신호인 섬유아세포 성장 인자는 난황낭 형성을 유발함
3. 이 연구의 이해는 난임, 특히 IVF를 개선할 수 있을 것으로 예상됨