胚・オルガノイド培養の研究ブログ | Adawarbler

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从像素到模式：人工智能在干细胞衍生模型中的革命

人工智能（AI）正在迅速改变干细胞与发育生物学，为分析、解读和优化类器官及干细胞来源胚胎模型等复杂动态系统提供新的策略。在这篇前瞻性文章中，我们梳理了AI在基于图像的干细胞系统分析中的整合过程，重点阐述了深度学习、卷积神经网络和新兴基础模型如何以不断提升的规模和精度实现自动分类、分割与表型分析。我们展示了其在表型分析、药物筛选和机制发现中的应用，包括实时命运预测，以及识别与分化和疾病相关的隐匿形态...

仅由未经基因修饰的初始多能干细胞在子宫外无转基因构建的人类着床后胚胎模型

2026/05/19

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其他由于植入后人类胚胎在子宫内发育所涉及的伦理与技术挑战，我们研究人类早期植入后发育的能力仍然受到极大限制。尽管在人类原肠胚样体、轴体样结构以及体外培养的囊胚样体方面已取得重大进展，但这些精巧的模型并不构成一种整合性的干细胞来源胚胎模型（SEMs），因为它们未包含早期植入后人类孕体的所有关键胚外组织（例如，下胚层、卵黄囊、滋养层、羊膜和胚外中胚层），因此也无法在这些胚外区室的背景下重现植入后上胚...

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哺乳动物原肠胚样体发育的蛋白质组图谱及时间动态

2026/05/19

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其他原肠胚形成是早期胚胎建立身体蓝图并为器官发生做好准备的过程。由于原肠胚形成难以研究，原肠胚形成是后生动物发育中的关键过程，在这一过程中，着床后的囊胚转变为由三个胚层构成的结构，即原肠胚包括我们在内的多个研究团队已对原肠样体的时间序列进行单细胞RNA测序，以表征胚胎干细胞在分化为胚层和细胞类型过程中转录组动态变化在此，我们采用高通量定量质谱，对原肠样体分化四个关键阶段的蛋白质及磷酸化位点...

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二维原肠胚样体扩展培养以模拟人类中胚层发育

2026/05/19

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其他经微图案化的人多能干细胞（human pluripotent stem cells, hPSCs）经BMP4处理后形成的体系（2D gastruloids）是目前应用最广泛的人类原肠胚形成干细胞模型之一。由于其简便性和可重复性，该体系非常适合用于组织图案化的高通量定量研究，并由此推动了我们对哺乳动物原肠胚形成机制的诸多认识。然而，2D gastruloids此前仅被研究至48小时。在本研究中...

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操控胚胎发生与潜能检测：干细胞胚胎模型监管面临的两个现实问题

2026/05/19

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其他基于干细胞的人类胚胎模型（stem cell-based human embryo models, SCBEMs）是在体外由干细胞生成的，目前在大多数司法辖区内，处于规范体外胚胎研究的监管框架之外。一个被广泛讨论的提议主张采用一种“图灵测试”框架，即如果某一SCBEM被认定为与人类胚胎“等同”，则触发监管监督。在本文中，我们论证认为，这一提议面临两项重大复杂性。第一，诸如滋养层替代等复杂的实...

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重建上胚层与胚外内胚层相互作用可恢复小鼠干细胞胚胎模型中的前端—腹侧模式化

2026/05/19

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其他在小鼠胚胎发生过程中，上胚层与胚外内胚层之间的相互作用对于胚层命运决定和体轴发育至关重要。类原肠胚在缺乏来自胚外环境形态发生信号的情况下，能够重现原肠胚形成的某些方面。这导致其主要表现为后部化和背侧化表型，对胚胎谱系的代表性较为有限。本文中，我们开发并采用了一种共聚集（aggregoid）方法，将胚胎样细胞与胚外内胚层样细胞结合，以模拟发育中小鼠胚胎中的空间相互作用。所得胚胎模型显示出结和...

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用于发育毒性计算机模拟建模的可计算上胚层工程化构建

2026/05/19

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计算生物学发育危害评估是妊娠期化学物质风险评估的重要组成部分。妊娠动物产前测试所得的毒理学结局源于复杂的化学—生物学相互作用。尽管基于人体细胞体外生物活性谱的新方法学（New Approach Methods, NAMs）为替代动物试验提供了有前景的方案，但这类检测中的大多数缺乏完整胚胎所具有的细胞空间位置信息、物理约束以及区域组织结构。在此，我们在 compucell3d.org 建模环境中...

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高通量细胞黏附与牵引力测量（MATCHY）揭示驱动肾单位凝聚的能量棘轮机制

2026/05/19

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细胞生物学针对组织构建的胚胎发育策略工程化在再生医学中展现出非凡前景。这重新激发了人们对细胞生物物理特性与形态转变之间关系的兴趣。然而，利用现有技术，将基因或蛋白表达数据映射到细胞生物物理特性，进而映射到物理形态发生，仍然具有挑战性。在此，我们提出MATCHY（细胞群体力学是组织形态发生的近因（ MATCHY能够在成分复杂的混合体系中定量细胞的生物物理参数，并以高通量方式将其与细胞类型/信号状...

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具有人类神经管、分节体节及高级细胞类型的人类原肠胚样体的诱导与计算机模拟分期

2026/05/19

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其他胚胎类器官正作为研究早期哺乳动物发育的强大模型而不断涌现。例如，来源于干细胞的“原肠胚样体”可形成包含全部三个胚层的延长结构。早期人类发育的分子与细胞生物学具有基础性的重要意义。然而，由于伦理、技术和实践上的困难，研究的机会研究早期人类发育的另一种方法涉及我们考察了采用已发表方案生成的小鼠与人类原肠胚样体之间的差异，这使我们提出如下假设：与小鼠原肠胚样体以及相比，先前报道的人类原肠胚样...

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大象诱导多能干细胞的建立

2026/05/19

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细胞生物学人类世生物多样性丧失的危机要求我们开发用于研究非模式生物的新工具。例如，大象既是濒危物种，也是研究体型、社会行为和寿命等复杂表型的优良模型，但它们仍然严重缺乏研究。本文在此报告首次获得大象（在过去的1万年中，人类对世界生态系统产生了深远影响。人类几乎彻底改变了世界上每一种生态系统的生态格局，并且很可能至少对全球超过三分之二陆生巨型动物群的灭绝负有部分责任[ 直到过去十年，这些努力中的...

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通过表观基因组编辑使胚胎干细胞自组织形成可重复的胚胎模型

2026/05/19

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细胞生物学胚胎干细胞（ESCs）能够自组织通过利用胚胎干细胞的无限潜能及其自组织行为来工程化构建基于干细胞的胚胎模型（SEMs），哺乳动物胚胎发生研究正不断开辟新的前沿领域[ 当前生成SEMs的方法依赖于以下部分或全部策略：（i）ESCs的随机分化[ 通过外源性过表达决定细胞命运的转录因子编码序列，已被广泛用于细胞的可控分化或重编程。然而，染色质背景、辅助因子的存在、过高的表达水平以及表观遗传...

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整体分析显示，多细胞排列可将胚胎组织多样性归纳为两种需要特定钙黏蛋白表达的原型

2026/05/19

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细胞生物学转录组学的突破正提供令人振奋的新方法，用于表征生物体内细胞多样性。细胞是生命的基本单位。转录组学的进展如今使得以空前的分辨率表征生物体内的细胞多样性成为可能。表征结构多样性的一个重要步骤，是开发诸如光片显微镜等先进成像方法，这些方法能够以单细胞分辨率对整个发育中的生物体进行标准化成像。缺乏用于比较多细胞结构的方法，尤其阻碍了对组织多样化遗传调控机制的研究。在细胞尺度上，形态发生主...

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利用小鼠内细胞团类胚体解析原始内胚层与上胚层的相互作用

2026/05/19

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其他基于干细胞的胚胎模型是研究早期胚胎发生的有前景的替代方案。我们引入了两种不同的模型，以复制小鼠胚胎发育过程中胚外内胚层与上胚层之间的动态关系。诱导型小鼠着床前发育的特征是两次细胞命运决定，每次都会导致谱系分离[ 基于干细胞的胚胎模型已成为研究哺乳动物胚胎早期发育的有吸引力的替代方案，但它们并非没有局限性。小鼠整合性胚胎模型，如 blastoid[ 在此，我们详细介绍了采用两种方法稳健生成类...

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