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(shí)鐘（cellular clock），在那里，細(xì)胞時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)鐘的*模型。這一成就不僅證據(jù)表明分節(jié)時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)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(shí)鐘在人類細(xì)胞中每5小時(shí)滴答一次，在小鼠細(xì)胞中每2.5小時(shí)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(shí)間上的差異是一致的。
       實(shí)驗(yàn)室的下一個(gè)項(xiàng)目之一是研究是什么控制著這種分節(jié)時(shí)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(shí)間。有許多非常有趣的問題需要解決。