摘要
脊椎动物身体呈节段性组织，其中最显著的是脊柱和周围神经的周期性组织。当含有骨骼肌和椎骨前体的体块有节奏地从体块前体中胚层(PSM)生成时，这种异聚体组织首先实现。然后，躯体被细分为前腔室和后腔室，这对椎体的形成和周围神经系统的节段模式至关重要1 - 4．这一关键的体细胞细分是如何建立的仍然不清楚。在这里，我们介绍了人类多能干细胞(PSCs)的新型三维培养系统，称为类体细胞和类节段细胞，它们概括了具有前后性(AP)特征的类体细胞结构的形成。我们确定了分割时钟在将时间节律性转换为前后体细胞隔室的空间规律性方面的关键功能。我们展示了分割基因的初始盐胡椒表达MESP2在新形成的节段中，通过活跃的细胞分选机制转化为前后相同的隔室。我们的工作表明，在我们的体外系统中，参与躯体发生的主要模式模块，包括时钟和波前，AP极性模式和躯体上皮化可以分离并独立运作。我们共同定义了对称破缺过程的一个新框架，从而引发躯体极性模式。我们的工作为解码躯体发生的一般原理和促进人类发展的知识提供了一个有价值的平台。
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补充表1
体细胞分化过程中的差异基因表达。采用Wald检验(双面假设检验)比较Somitoids (48 h、66 h、120 h)与iPSCs之间的基因表达55．此表显示了比较中的差异表达基因列表(fold chang > 1.5, padj <0.05)。
补充表2
MESP2和UNCX阳性细胞在120 h胞浆样中基因表达的差异。通过RNA测序测定，在120 h类胞体中，facs筛选的前10% YFP (UNCX)荧光细胞与前10% mCherry (MESP2)细胞的差异表达基因。采用Wald检验(双侧)，padj<0.05、log2FoldChang>0.58 (fold change>1.5)的基因被认为差异表达。利用上述阈值标准，在YFP细胞中共发现233个基因，其中上调基因70个，下调基因163个。
补充表3
mesp2高细胞与低细胞72 h间的基因表达差异。通过RNA测序测定，在72 h的类体细胞中，facs筛选的底部10% mCherry (MESP2)荧光细胞与顶部10% mCherry (MESP2)荧光细胞的差异表达基因。采用Wald检验(双侧)，padj<0.05、log2FoldChang>0.58 (fold change>1.5)的基因被认为差异表达。利用上述阈值标准，共发现了1981个差异表达基因。其中，在mCherry-low细胞中上调1321个，下调660个。
补充视频1
锥体亮场视频。在Laminin-521涂层表面上扩散的锥体的延时亮场视频。每24.6分钟采集一次图像，视频以12帧/秒的速度播放。
补充视频2
Somitoid中的HES7和MESP2报告子。延时共聚焦视频的Somitoid报告HES7(绿色火蓝)和MESP2(洋红色)表达。每15.78分钟采集一次图像，视频以15帧/秒的速度播放。
补充视频3
假hes7和MESP2报告子在HES7-null的Somitoid。延时共聚焦视频，HES7-null Somitoid报告假hes7(绿色火蓝)和MESP2(洋红色)表达。每27分钟采集一次图像，视频以12帧/秒的速度播放。
补充视频4
MESP2和UNCX记者在Somitoid。时间推移共聚焦视频的Somitoid报告MESP2(洋红色)和UNCX(黄色)表达。每19.8分钟采集一次图像，视频以15帧/秒的速度播放。
补充视频5
Somitoid中的MESP2和H2B报告器。延时最大z投影共焦视频的Somitoid报告MESP2表达(火;左)和H2B(灰色;右)。每6分钟采集一次图像，视频以20帧/秒的速度播放。
补充视频6
体细胞中mesp2高细胞的追踪。延时最大z投影共焦视频的一个Somitoid报告的表达MESP2。橙色轮廓大致表示未来的mesp2低星团。这些点都代表了mesp2高的细胞，这些细胞被及时地从橙色区域中分类出来。每5分钟采集一次图像，视频以6帧/秒的速度播放。
补充视频7
段状亮场视频。10% Matrigel中分段状体的延时亮场视频。每19.8分钟采集一次图像，视频以15帧/秒的速度播放。
补充视频8
HES7, MESP2和UNCX报告器在Segmentoid。延时最大z投影共焦视频的Segmentoids报告HES7(绿色火蓝)，MESP2(洋红色)和UNCX(绿色火蓝)表达。每18分钟采集一次图像，视频以15帧/秒的速度播放。
补充视频9
假hes7, MESP2和UNCX报告在HES7-null Segmentoid。延时最大z投影共聚焦视频HES7-null Segmentoids报告假hes7(绿色火蓝)，MESP2(洋红色)和UNCX(绿色火蓝)表达。每18分钟采集一次图像，视频以15帧/秒的速度播放。
补充视频10
HES7, MESP2和UNCX报告器具有更高的分辨率。时间推移最大z投影共焦视频的Segmentoid报告HES7/UNCX(左)，MESP2(中)的表达和合并信号(HES7/UNCX，绿色火蓝;MESP2,红色)。视频开始于分化的第4天(96h)，记为时间0。青色的盒子大致勾勒出一个成形段。每6分钟采集一次图像，视频以15帧/秒的速度播放。
补充视频11
mesp2高细胞在节段样的追踪。延时最大z投影共焦视频的一个分段状报告的表达MESP2。右边的红色轮廓大致表示相同的形成段，圆点都代表MESP2-high细胞。黄色、蓝色、红色和青色细胞开始于该节段的后部，并及时被分类到前面的mesp2高隔间;洋红色细胞移动到下一节的前mesp2高室。每6分钟采集一次图像，视频以6帧/秒的速度播放。
补充视频12
HES7, MESP2和UNCX报告了Tiam1过表达的Segmentoid。延时最大z投影共聚焦视频HES7/UNCX(绿色火蓝)和MESP2(洋红色)报告了72小时后多西环素添加诱导的Tiam1过表达。视频开始于84小时，每18.6分钟采集一次图像。视频以12帧/秒的速度播放。
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苗，Y.，杰弗尔，Y.，德西蒙，A。et al。体外人体细胞发生的重建与解构。自然(2022)。https://doi.org/10.1038/s41586-022-05655-4
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DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-022-05655-4
