جنین انسان، یک سیستم آزمایشگاهی در دسترسی برای مطالعه دقیق لانه گزینی و جایگیری اولیه نیست. بنابراین، سیستم های جایگزینی برای بررسی نحوه تعیین رده سلول های تروفواکتودرمی، تمایز آن ها به تروفوبلاست های جایگاه لانه گزینی اولیه و به دنبال آن شکل گیری بافت جفت در نظر گرفته شدند. یک سیستم جایگزین استفاده از جنین برای مطالعه تکوین جفت اولیه با کار بر روی سلول های بنیادی جنینی انسان (hESC) به دست آمد که با تحریک شدن توسط BMP2/4 تمایز به تروفوبلاست ها و تشکیل خود به خودی اجسام جنینی (EBs) را نشان می دادند. در این سلول ها، ترانسکریپتوم تروفوبلاست و نیز یک پروتئین بافت جفت و پروفایل ترشحی هورمون های استروئیدی و در نهایت رفتار تهاجمی و گرایش به مواد شیمیایی را شبیه به تروفوبلاست های جفت انسان نشان می دادند. با تروفوبلاست های مشتق از EB، کشت های دو و سه بعدی و دیگر تغییرات محیط کشت شامل ماتریکس خارج سلولی و تجمع یافتن با فیبروبلاست های جفت بر روی تمایز به تروفوبلاست تأثیر می گذارند. مطالعات اخیر هویت تروفوبلاست های حاصل از تیمار hESCها با فاکتورهای BMP را زیر سؤال برده اند و توجه ویژه به شرایط کشت را برای تفسیر نتایج مختلف حاصل از کار گروه های تحقیقاتی مختلف را ضروری برشمردند. گرچه، همتا بودن دقیق جفت حاصل از تروفوبلاست های مشتق از hESC هنوز مشخص نشده است، تروفوبلاست های مشتق از hESC به عنوان بستری برای مدل سازی نحوه لانه گزینی اولیه مورد توجه هستند.
Trophoblast differentiation from human embryonic stem cells.
Golos TG, Giakoumopoulos M, Gerami-Naini B.
Source
Wisconsin National Primate Research Center, School of Medicine and Public Health, University of Wisconsin-Madison, Madison, WI, USA; Dept. of Comparative Biosciences, School of Medicine and Public Health, University of Wisconsin-Madison, Madison, WI, USA; School of Veterinary Medicine, and Obstetrics and Gynecology, School of Medicine and Public Health, University of Wisconsin-Madison, Madison, WI, USA. Electronic address: golos@primate.wisc.edu.
Abstract
The human embryo is not a feasible experimental system for the detailed study of implantation and early placentation, so surrogate systems have been sought for investigating the determination of the trophectoderm lineage, its differentiation into trophoblasts of the early implantation site, and subsequently the morphogenesis of the definitive placenta. An alternative to the use of embryos for studying early placental development was revealed by work with human embryonic stem cells (hESC), demonstrating BMP2/4-stimulated trophoblast differentiation, and spontaneous formation from embryoid bodies (EBs). These cells display a trophoblastic transcriptome, as well as a placental protein and steroid hormone secretory profile, and invasive and chemotactic behavior resembling human placental trophoblasts. With EB-derived trophoblasts, two-dimensional and three-dimensional paradigms and other modifications of the culture environment, including extracellular matrix and aggregation with placental fibroblasts, impact on trophoblast differentiation. Recent studies have questioned the identity of the trophoblasts directed by BMP treatment of hESC, and careful attention to culture conditions is needed to interpret different results among research groups. Although the precise placental counterpart of the hESC-derived trophoblast remains unclear, hESC-derived trophoblasts remain an intriguing platform for modeling early implantation.