20多年前，發(fā)育生物學(xué)家Olivier Pourquié的實(shí)驗(yàn)室在雞胚中發(fā)現(xiàn)了一種細(xì)胞時鐘（cellular clock），在那里，細(xì)胞時鐘的每一次“滴答聲”都會促進(jìn)一種稱為體節(jié)（somite）的結(jié)構(gòu)形成，所產(chǎn)生的體節(jié)終變成了脊椎骨（vertebra）。
       在隨后的幾年中，研究人員利用小鼠細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中構(gòu)建出這種所謂的分節(jié)時鐘（segmentation clock）的*模型并開展其他實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步闡明了這種存在于許多有機(jī)體中的分節(jié)時鐘的運(yùn)作機(jī)制。
       盡管這些研究工作提高了人們對脊柱正常和異常發(fā)育的了解，但是直到現(xiàn)在，還沒有人能夠證實(shí)這種分節(jié)時鐘是否存在于人類中。

       在一項(xiàng)新的研究中，研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道在經(jīng)過數(shù)十年的努力之后，在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)皿中利用源自成年人類組織的干細(xì)胞構(gòu)建出這種分節(jié)時鐘的*模型。這一成就不僅證據(jù)表明分節(jié)時鐘在人體中滴答作響，而且還給科學(xué)家們提供了*體外模型來研究人類的早期脊椎發(fā)育。

       我們對人體的體節(jié)發(fā)育幾乎一無所知，體節(jié)在受精后的第三周到第四周之間形成，這時大多數(shù)女性并不知道她們懷孕了。我們的模型應(yīng)當(dāng)是研究分節(jié)時鐘的基本規(guī)則的強(qiáng)大系統(tǒng)。
       我們的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ腿缃裨试S我們并排比較小鼠和人類的發(fā)育，對揭示人類發(fā)育的*之處感到興奮。
       這些干細(xì)胞模型為理解脊椎發(fā)育狀況（比如先天性脊柱側(cè)凸）以及與起源自近軸中胚層（paraxial mesoderm）的組織相關(guān)的疾病打開大門。這些組織包括全身的骨骼肌和棕色脂肪，以及軀干和背部的骨骼、皮膚和血管內(nèi)壁。
       研究者希望科學(xué)家們能夠使用這些新的干細(xì)胞模型產(chǎn)生分化的組織細(xì)胞用于研究和臨床實(shí)踐，比如骨骼肌細(xì)胞用于研究肌營養(yǎng)不良癥和棕色脂肪細(xì)胞用于研究2型糖尿病。
       盡管科學(xué)家們通過將成體細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS細(xì)胞），然后沿著特定的發(fā)育路徑誘使它們產(chǎn)生多種組織，但肌肉骨骼組織卻被證明是難處理的。然而，Pourquié及其同事們終發(fā)現(xiàn)，當(dāng)將獲得的iPS細(xì)胞浸入標(biāo)準(zhǔn)生長培養(yǎng)基中時，僅添加兩種化合物就可以促進(jìn)它們形成肌肉骨骼組織。
       研究團(tuán)隊(duì)還利用胚胎干細(xì)胞構(gòu)建出一種類似的模型，然后發(fā)現(xiàn)在小鼠和人類細(xì)胞培養(yǎng)皿中，這種分節(jié)時鐘開始滴答作響，并且這些細(xì)胞首先并不需要放置在與人體更接近的三維支架上。
       令人吃驚的是，它在二維模型中起作用。這是一種理想的模型。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這種分節(jié)時鐘在人類細(xì)胞中每5小時滴答一次，在小鼠細(xì)胞中每2.5小時滴答一次。他們表示這種頻率上的差異與小鼠和人類在妊娠時間上的差異是一致的。
       實(shí)驗(yàn)室的下一個項(xiàng)目之一是研究是什么控制著這種分節(jié)時鐘的可變速率，更雄心勃勃的是，是什么調(diào)控著不同物種的胚胎發(fā)育時間。有許多非常有趣的問題需要解決。