作者：李華蕓來源：生物探索

來自劍橋大學(xué)Zernicka-Goetz教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)近日在《Nature cell biology》上發(fā)表了最新科研成果：利用三種小鼠干細(xì)胞直接構(gòu)建人造胚胎。

其實(shí)早在2017年3月，Zernicka-Goetz教授及其同事就已經(jīng)發(fā)表了一篇論文，文中描述了他們使用基因改造的小鼠胚胎干細(xì)胞（ESCs）、滋養(yǎng)層細(xì)胞（TSCs）以及被稱為細(xì)胞外基質(zhì)的3D“果凍”支架來構(gòu)建人工胚胎的過程。這種人造胚胎能夠正常生長并且組裝自己，其生長過程和結(jié)構(gòu)都非常類似于天然胚胎，而且兩種干細(xì)胞之間還存在著一定程度的交流：從某種意義上說，細(xì)胞正在告訴對(duì)方在胚胎的哪里放置自己。

但這兩種細(xì)胞組成的胚胎無法發(fā)育到原腸胚形成階段——在這個(gè)階段，胚胎會(huì)從單層轉(zhuǎn)變成三層，這些分層決定了細(xì)胞以后會(huì)發(fā)育成哪些器官。

“正常發(fā)育中，原腸胚的形成只有在擁有所有三種類型的干細(xì)胞時(shí)才有可能。為了在人工胚胎中重建這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，我們不得不添加缺失的第三種干細(xì)胞，”Zernicka-Goetz教授說，“這次，我們通過將早期實(shí)驗(yàn)中使用的果凍支架替換為第三種類型的干細(xì)胞（PESCs），使人工胚胎產(chǎn)生了正確的原腸胚結(jié)構(gòu)。”

合成的胚胎由黃色，粉紅色和綠色三種不同的干細(xì)胞組成

“我們的人造胚胎經(jīng)歷了培養(yǎng)皿中生命最重要的階段。”Zernicka-Goetz教授補(bǔ)充道， “它們現(xiàn)在非常接近真正的胚胎。但為了進(jìn)一步發(fā)展，它們將不得不被植入母體或人工胎盤內(nèi)。”

研究人員表示，現(xiàn)在他們應(yīng)該能夠通過改變其中一種細(xì)胞的信號(hào)通路，來了解這個(gè)通路對(duì)其他一種或兩種細(xì)胞的影響，從而更好地了解三種類型的干細(xì)胞在促成胚胎發(fā)育中的相互作用。

“我們現(xiàn)在也可以嘗試將其應(yīng)用于類似的人類干細(xì)胞中，借此研究人類胚胎早期發(fā)育的過程，從而避免使用天然的人類胚胎。”Zernicka-Goetz教授說。

通過這些研究，科學(xué)家可以對(duì)哺乳動(dòng)物發(fā)育過程的第一階段有更多地了解。現(xiàn)在限于國際通用的“14天準(zhǔn)則”——在實(shí)驗(yàn)室中觀察人類胚胎的時(shí)間不得超過兩周，科學(xué)家們目前只能探究14天內(nèi)的胚胎發(fā)育過程。

參考資料：

Scientists reverse aging-associated skin wrinkles and hair loss in a mouse model