光遗传学WNT信号驱动人类原肠胚样体模型中的胚层自组织

人类原肠胚形成的干细胞模型是发育生物学领域的一项进展，尽管阐明胚层形成机制仍然具有挑战性。在研究胚层形成是否需要空间模式化信号时，我们测试了一种“盐胡椒式”信号策略，即在均匀混合于细胞聚集体中的一部分人多能干细胞（hPSC）内，通过光遗传学方式激活WNT信号。经过中内胚层命运指定后，WNT激活细胞在空间上分离并聚集为一个半球，随后进一步分化并组织形成中胚层和内胚层。基于RNA测序的谱系分析显示，WNT激活以非细胞自主方式诱导了TGFβ/BMP信号传导，从而导致一种前内脏内胚层样细胞群的强烈出现，该细胞群对邻近的神经和中内胚层命运进行了模式化。其转录谱和发育轨迹与人类原肠胚形成过程中观察到的情况高度一致。此外，对TGFβ或钙黏蛋白的扰动分别破坏了胚层形成或空间组织。因而，这一简单模型能够对人类原肠胚形成过程中复杂的谱系指定与组织机制进行解析。

关键词：光遗传学 · WNT信号 · 原肠胚样体 · 胚层自组织 · 人多能干细胞 · 谱系分析

原文链接：https://doi.org/10.64898/2026.02.23.707602

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