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三维滚轮培养系统在这些来源中被视为一种用于延伸体外胚胎模型发育阶段的关键培养技术,特别是在小鼠胚胎发育的后期阶段中发挥作用。
在构建基于全能样细胞(totipotent-like cell-based)的连续胚胎模型这一更大的“培养系统”背景下,三维滚轮培养系统具有以下重要作用和看法:
1. 延长发育进程: 该系统被用于尝试将E7.5样胚状体(处于S7阶段的结构)的体外发育进一步延伸。研究人员将S7胚状体转移到三维滚轮培养系统中进行培养,目的是使胚状体能够发展到原肠胚形成期以后。
2. 实现更复杂结构: 经过额外两天的培养,**59.6%**的S7胚状体在滚轮培养系统中发展成了更复杂的S8阶段胚胎样结构。这些S8结构周围环绕着扩大的卵黄囊样结构。
3. 捕获早期器官发生特征: 滚轮培养使得S8胚状体能够展现出早期器官发生的几个关键特征。在形态学上,这些结构显示出明显的头褶(headfolds-like)和尾芽(tail bud-like)结构。转录组分析和免疫荧光分析均表明,S8胚状体捕获了与E8.5小鼠胚胎对应的多种谱系细胞,包括三个胚层衍生物和胚外谱系,并且表达了相应的标记基因(如OTX2、SOX1和RUNX1等)。
4. 操作细节: 在S8阶段,研究人员会挑选出拉长且具有厚厚的上胚层样层(EPI-like layer)的S7胚状体,然后将其转移到后植入培养基/改良的IVC2培养基中,在滚轮培养系统中进行培养。每个培养瓶中最多可培养50个S7胚状体。
总之,三维滚轮培养系统是该分步诱导方案中的关键一步,它帮助基于全能样细胞的胚胎模型连续地重现了从合子基因组激活到原肠胚形成,并进一步超越了E7.5阶段,启动了早期器官发生过程。
可以将三维滚轮培养系统想象成一个**“进化加速器”**,它为体外培养的胚胎模型提供了一个动态、有利的环境,使其能够克服静态培养的限制,继续向更高级、更复杂的器官发生阶段发展。