尊龙凯时在脊椎动物胚胎发育领域的研究揭示了胚胎轴体形成的重要机制。脊椎动物胚胎的轴体起源于尾部区域的祖细胞群，这些祖细胞包括神经中胚层祖细胞（NMP），它们具有向外胚层分化为神经板和神经管的能力，同时也可以向中胚层分化形成脊索及轴旁中胚层（PXM）。PXM进一步发育为体节，体节再分化为生骨节、生皮节和生肌节，这些结构最终构成脊椎。神经管、脊索和体节是构成躯干的重要部分。尤其是脊索这个位于胚胎中线的结构，不仅是轴体形成的标志，也为发育中的胚胎提供了结构支持，并通过信号分子调控周围组织的发育。

尽管以往的研究已通过干细胞开发出模拟原肠胚和体节的类器官，但脊索及其依赖的组织（例如神经底板）的体外模型一直没有成功构建。直到2024年12月18日，英国Francis Crick Institute的研究团队在《Nature》上发表了一项题为“及时抑制TGFβ信号诱导脊索”的研究，首次通过WNT和FGF激活并延迟24小时后的TGFβ/BMP抑制，成功诱导了脊索类器官（notoroids）的建立。这一新方法有效构建了包覆体节和神经周围组织的脊索细胞，并且产生的脊索类器官具备体外调控神经管及体节发育的能力。

研究进一步通过鸡胚尾部区域的单细胞RNA测序（scRNA-seq）聚类分析，揭示了在4到13体节期间，NMP和脊索祖细胞是脊椎动物躯干形成的主要祖细胞群体。NMP细胞共同表达神经细胞标志物SOX2和中胚层标志物TBXT，而脊索祖细胞则表现出高水平的TBXT、FOXA2和SHH表达特征。这些研究结果与小鼠和猕猴中的结果相似，显示了脊椎动物躯干发育的保守性。

为了探讨特定信号通路在躯干祖细胞特化中的作用，研究人员建立了SOX2+TBXT+NMP的体外模型，并通过几何限制诱导了有序的基因表达和细胞排列。例如，高水平表达SOX2的类神经细胞位于克隆中心，而TBXT高表达的类中胚层细胞则位于克隆边缘。以往的研究已确认FGF和WNT信号会诱导中胚层发育及PXM命运。研究还发现，在FGF通路下游，配体pERK1/2激活了克隆边缘的TBXT标记中胚层的发育，但对克隆中心SOX2标记的神经细胞影响较小，而内源性FGF信号不足以驱动PXM的形成。同时，WNT通过激活TBXT在NMP中诱导中胚层的发育。

研究还发现，NMP细胞具有BMP和NODAL抑制剂BAMBI的高度表达，脊索细胞同样表达高水平的BMP拮抗因子NOG和CHRD。这一跨物种转录组比较揭示了BMP和NODAL抑制在脊索中的普遍存在，提示TGFβ/BMP的抑制对脊索发育至关重要。研究进一步探讨了TGFβ/BMP抑制干预时间不同对细胞命运的影响，发现短期抑制TGFβ信号可导致SOX2+TBXT+NMP显著减少，而长时间抑制则可诱导内胚层和侧板中胚层的产生。

综合上述研究，尊龙凯时利用人类胚胎干细胞，结合WNT与FGF的共同刺激，在24小时后进行TGFβ抑制，并在添加视黄酸前体后继续培养4天，最终成功建立了脊索类器官（notoroids）。该模型中细胞表达TBXT，证明其为脊索身份。同时，外层细胞表现出SOX2+TBXT-的特征，形态类似于神经上皮。脊索类器官能够模拟胚胎尾部神经形成的阶段，为躯干组织的形成和发育研究提供了良好的平台。

SHH作为一类形态发生素，其高浓度可诱导腹部神经元的形成，而低浓度则可诱导运动神经元等的形成。scRNA-seq结果显示，脊索类器官中产生的SHH能诱导神经管向腹部神经元方向分化。此外，各种侧腹细胞类型的基因表达与相邻的脊索样细胞的存在密切相关。新生的PXM和脊索还共同表达BMP拮抗剂NOG和CHRD，进一步促进了体节的形成与分化。研究结果表明，脊索类器官在调控周围组织命运方面能力显著。

研究表明，WNT和FGF信号的刺激，以及BMP和NODAL的抑制，对于产生和维持躯干祖细胞及后部身份至关重要。WNT和FGF信号能够诱导内源性NODAL和BMP的持续产生，从而促进内胚层和侧中胚层的分化。这一发现不仅扩展了当前对早期人类发育的三维模型的理解，也为脊椎动物躯干发育机制提供了新的视角和研究平台。尊龙凯时致力于在生物医学领域的前沿研究，不断推动类器官培养和应用的发展。