胚胎发育过程中Wnt与Notch信号通路分子机制研究博士项目

【项目介绍】 本项目利用前沿的3D原肠胚模型，揭示Wnt和Notch（Wntch）信号通路的整合如何驱动早期哺乳动物胚胎中的细胞命运决定。学生将通过结合活体定量成像、工程报告细胞系和精确的通路干扰技术，揭示Wntch如何控制细胞命运和轴向发育。

【项目背景】 本项目为积极进取、才华横溢的学生提供了一个激动人心的机会，有助于深入理解控制早期哺乳动物胚胎细胞命运的细胞决策机制。

在胚胎发育过程中，胚胎需要将一团相同的细胞转化为具有多个对称轴（前后轴、背腹轴、中外侧轴）的生物体。传统方法通过动物模型的前向和反向遗传学研究，已经阐明了许多指定这些过程的信号，但我们仍然不完全了解胚胎随时间整合机械和化学信号的机制，以及这些如何影响细胞命运分配和形态发生。

为了更好地理解这些过程，本项目将采用创新的体外类器官方法，使用原肠胚作为实验系统。原肠胚是小鼠胚胎干细胞的三维聚集体，在培养中模拟许多胚胎模式形成事件，包括所有三个正交胚胎轴的发育。原肠胚的高度可控和可扩展特性提供了详细访问、观察和量化早期发育模式展开的手段。

成功的申请人将利用原肠胚揭示Wnt和Notch如何在早期细胞命运特化过程中相互作用以控制细胞命运。他们将使用固定和活体原肠胚的定量显微镜技术，实时跟踪报告基因和蛋白质动态，评估特定输入如何改变细胞命运。指导团队将提供所有相关技术的培训和支持。

【项目结构】 第一年，学生将学习胚胎干细胞和原肠胚培养的所有方面，以及先进成像技术和分析流程。进入第二年，学生将开始在报告细胞系和携带关键Notch信号成分突变的细胞系中进行Notch和Wnt信号的干扰研究。在第一年和第二年期间，学生将开发新工具来可视化原肠胚中的Notch和Wnt信号，并结合特定胚层标记物的报告基因。第二年后半部分至第三年，学生将探索研究数据的含义，发展独立研究能力，并整合已收集的数据。最后一年的最后几个月将主要用于论文撰写。

【申请要求】 本项目非常适合对胚胎干细胞、哺乳动物发育、细胞信号传导和定量方法有浓厚兴趣的高度积极的学生。成功的候选人应拥有或预期拥有相关生物科学专业的荣誉学位，成绩达到2.1或以上（或同等水平）。母语非英语的候选人应具有雅思6.5分或同等水平的英语成绩。

【资助信息】 成功的申请人需要自行提供学费、生活费和参加会议的费用。每年将收取20,000英镑的研究实验费，用于实验室耗材、特定化学成分培养基和补充剂、研究设施使用及RNA测序。本项目无机构资助，费用详情可在大学网站查询。

【参考文献】 Balayo, T et al. (2025) N2B27 formulations influence gastruloid development. Development; https://doi.org/10.1242/dev.204774 van den Brink, S. C. et al. (2014) Symmetry breaking, germ layer specification and axial organisation in aggregates of mouse embryonic stem cells. Development; https://doi.org/10.1242/dev.113001 Turner, D. A., et al. (2017) Anteroposterior polarity and elongation in the absence of extra-embryonic tissues and spatially localised signalling in gastruloids: mammalian embryonic organoids. Development; https://doi.org/10.1242/dev.150391 Beccari L., et al. (2018) Multi-axial self-organisation properties in ES cell-derived murine Gastruloids. Nature; https://www.nature.com/articles/s41586-018-0578-0 Veenvliet, J.V., et al. (2021) Sculpting with stem cells: how models of embryo development take shape. Development; https://doi.org/10.1242/dev.192914