科技日报记者 赵汉斌
记者21日从昆明理工大学获悉，该校灵长类转化医学研究院教授白冰团队与清华大学、华大基因生命科学研究院等国内外研究人员合作，破解了困扰发育生物学界20年的“WNT信号梯度悖论”，并首次在体外构建出包含胃底和胃窦双区域的类胃囊模型，为揭示人类胃器官发育机制提供了全新研究平台。相关成果发表在国际期刊《自然》上。
胃作为重要消化器官，其胃底和胃窦的功能分区早在胚胎发育第5周就已形成。经典发育生物学理论认为，器官沿前—后轴的组织图式形成依赖递增的WNT信号梯度，但胃发育却呈现出递减的WNT信号分布，这一矛盾现象被称为“信号梯度悖论”。研究团队创新提出“隐藏信号中心”假说，认为胃发育中可能存在未被发现的WNT信号调控源。
研究团队通过生物信息学分析锁定神经组织为关键突破口，融合生物学、力学、工程学等多学科手段，构建了模拟体内环境的三维培养体系。利用人多能干细胞体外诱导技术，结合力学失稳驱动的形态发生诱导体系，成功培育出具有胃底-胃窦双极分布的类胃囊模型。该模型在分子、细胞及组织结构上与人类早期胃器官高度相似，首次直观展现了胃前后轴非对称发育过程。
实验证实，神经组织通过与胃上皮组织的非对称几何关系，形成沿前—后轴递减的WNT信号梯度，成为调控胃分区发育的信号中心。研究同时发现上皮源NR2F2基因是胃组织图式形成的关键调控因子，其缺失会导致胃底—胃窦发育失衡，为胃疾病发生机制提供了新解释。
这一成果不仅完善了经典发育生物学的信号中心理论，更建立了首个可模拟人类胃器官早期发育的体外研究平台。这一模型解决了人类胚胎样本稀缺的伦理限制，为胃癌、胃溃疡等疾病的病因研究、药物筛选及再生医学提供了新型活的“实验室”。未来有望通过该模型模拟胃疾病发生过程，或构建患者个性化胃模型，加速新药研发。
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