在1924年，Hilde Mangold和Hans Spemann完成了发展生物学中最著名的实验之一。他们将着色的蝾螈胚胎的不同部分移植到没有着色的宿主胚胎上，并显示一个移植区域诱导宿主的无色素细胞形成一个额外的胚胎，从而产生一个“双胚胎”，让人联想到连体双胞胎。这对搭档将嫁接区域命名为组织者，因为它具有非凡的组织周围宿主细胞的能力。但在这个实验的近100年里，技术和伦理上的困难阻碍了研究人员展示人类胚胎中一个组织者的存在。在《自然》杂志的一篇论文中，Martyn et .2等人利用干细胞来规避这些挑战，并首次对人类组织者进行了实验描述。

为了充分理解组织者的重要性，我们必须回到胚胎发育的早期阶段。在脊椎动物中，受精卵迅速分裂成一团组织不良的细胞。在一个特定的发育时间点，球表面的一些细胞被内化，形成称为内胚层和中胚层的组织，它们分别产生肠道和肌肉和骨骼。其他细胞保持在外部，并产生皮肤和神经系统。内化的这个基本过程叫做胃泌素。

组织者直接位于细胞在怀孕期间内化的位置附近。它产生了位于胚胎中线的特殊组织，包括脊索——一种控制中枢神经系统发育的结构，最终形成椎间盘。在鱼类、鸟类以及啮齿动物等哺乳动物中也发现了类似蝾螈的组织者。在哺乳动物中，作为组织者的结构被称为节点，因为它类似于一个结，而内部化的场所被称为原始记录。

与蝾螈胚胎不同，哺乳动物在母亲的子宫中发育。因此，获取和培育哺乳动物胚胎是困难的。事实上，直到1994年，将小鼠的节点移植到宿主胚胎中才提供了一种结构存在的实验证据，这种结构在哺乳动物中具有组织特性。虽然在这些实验中没有形成完美的第二胚胎，但移植的淋巴结确实诱导了宿主源性神经组织的形成，有时也诱导了其他胚胎组织的形成。

人类胚胎与小鼠胚胎非常相似，并且包含一个与小鼠node4相似的结构。理论上,表明这种结构确实有一个组织者的角色需要研究人员访问胚胎在三周的年龄(在原肠胚形成时),移植到宿主胚胎的节点,测试是否诱发形成host-derived神经系统和骨骼结构。然而，在这一阶段获得完整的人类胚胎，例如终止妊娠，是极其困难的。因此，该节点是否代表人类胚胎中的一个功能组织者还有待证实。

另一种选择是让体外受精(IVF)获得的胚胎在培养基中发育到三个星期的阶段，也就是该节点出现的时候。然而，根据许多国家法律所规定的伦理共识，人类胚胎不能在体外培养超过14天，因此目前这些研究是不可能的。

第二种选择是使用多能干细胞，这种干细胞可以产生人体所有的细胞系。指导这些细胞体外分化的方案使在培养皿中再现胚胎发育的几个方面成为可能。

来自人类胚胎的多能细胞，被称为胚胎干细胞(胚胎干细胞)细胞，在培养过程中通常形成组织不良的菌落。然而，这个研究小组先前的研究已经诱导了5个胚胎干细胞的自我组织，这与胚胎发育的早期阶段类似。他们通过在生长因子蛋白BMP4的存在下，将细胞培养在圆形微模式(一种称为细胞外基质的材料的微印盘，是细胞的最佳底物)上。培养形成内胚层和中胚层，但不产生原始条痕或节点状结构。

Martyn等人将这一策略更进一步。他们成功地将人类的细胞分化成一种节点样的组织，通过将生长因子Wnt和Activin结合在一起来治疗他们的微模式培养，这对小鼠和其他脊椎动物的原始条纹和节点形成至关重要。这种处理导致形成一种具有原始条纹特征的结构，并诱导产生组织特异性蛋白的细胞，如Goosecoid8。

为了测试这种结构是否具有组织者的功能特征，作者将其细胞嫁接到鸡胚上，这一区域注定会产生支持胚胎发育的胚胎外组织。值得注意的是，嫁接的细胞组织成脊索状组织，并诱导宿主细胞形成细长的神经组织(图1b)，表明嫁接的结构具有组织者的性质。

有人可能会说，这些实验仍然引发了伦理上的担忧，因为它们是使用人类胚胎干细胞进行的。然而，通过重编程成体细胞产生的多能细胞(与胚胎干细胞具有本质上相同的特性)可以作为替代，减轻未来研究中的这种担忧。

马丁和他的同事的实验系统提供了一种利用胚胎研究人类胚胎节点的替代方法。此外，他们的实验表明，从鱼类到人类，组织者的功能存在着显著的进化保护作用。组织者是如何将周围的胚胎组织组织成一个胚胎的，目前还不清楚，至少目前是这样。但是，在体外培养无限数量的组织者组织的能力将使研究人员能够以前所未有的水平解剖组织者的功能。