体外生成神经间充质祖细胞揭示Wnt信号在脊髓和旁轴中胚层身份特征中的不同作用

脊髓和体节的细胞来自位于延伸胚胎后部的共享双重命运前体。我们在这里展示，这些神经间充质前体（NMPs）可以通过激活Wnt和Fgf信号从小鼠和人类多能干细胞在体外轻松生成，时间安排以模拟体内发育。与体内的NMPs相似，这些细胞共同表达神经因子Sox2和中胚层因子Brachyury，并在体外和体内分化为神经和旁轴中胚层。NMPs产生的神经细胞具有脊髓而不是前神经身份，并可以分化为脊髓运动神经元。这与脊髓和体节的共同起源以及前神经系统和后神经系统在发生上的不同一致。对分化过程中的转录组进行系统分析，识别了每种细胞身份的分子相关性及其获得途径。此外，我们利用该系统提供证据表明Brachyury抑制神经分化，而来自中胚层的信号并非诱导脊髓细胞后身份所必需。这表明Wnt信号的中胚层诱导和后方化功能代表两种分子上独立的活性。数据共同说明如何逆向工程正常的发育机制使特定细胞类型在体外分化，并分析以往难以获取的胚胎发育方面。