由魏茨曼科学研究所雅各布·汉纳教授领导的一个研究小组利用实验室培养的干细胞创造了完整的人类胚胎模型，并成功地在子宫外培养了14天。据Nature报道，这些干细胞胚胎模型具有这一阶段的所有结构和室室特征，包括胎盘、卵黄囊、绒毛膜囊等外部组织，保证了模型的动态和充分生长。鲁汶大学帮助描述了新的人类胚胎模型。
在以前的研究中，来自人类干细胞的细胞聚集体不能被认为是真正准确的人类胚胎模型，因为它们缺乏植入后胚胎的几个定义标志。特别是，它们没有包含对胚胎发育至关重要的几种细胞类型，比如那些形成胎盘和绒毛膜囊的细胞。此外，它们没有胚胎的结构组织特征，也没有向下一个发育阶段进展的动态能力。
“去年，我们的团队表明，干细胞可以形成人类胚胎的重要组成部分，即胚胎外中胚层细胞。我们预测，将这些细胞与其他类型的细胞结合可以形成复杂的植入后人类胚胎模型。这正是在这项新工作中所取得的成就，”鲁汶大学的Vincent Pasque教授解释说，他的团队帮助表征了新的人类胚胎模型。
考虑到它们真实的复杂性，汉纳小组获得的人类胚胎模型可能为揭示胚胎神秘的起源提供了一个前所未有的机会。由于伦理和技术上的原因，早期胚胎很难研究，因此人们对它知之甚少，但它的初始阶段对其未来的发展至关重要。在这些阶段，细胞团在其存在的第七天植入子宫，在三到四周内，成为一个结构良好的胚胎，已经包含了所有的身体器官。
人类干细胞衍生胚胎，第8天
汉纳的团队建立在他们之前的经验基础上，创造了基于合成干细胞的小鼠胚胎模型。在那项研究中，科学家们没有使用受精卵或子宫。相反，他们从被称为多能干细胞的人类细胞开始，这种细胞有可能分化成许多(尽管不是全部)细胞类型。其中一些来自已恢复“干性”的成人皮肤细胞。另一些则是在实验室培养多年的人类干细胞系的后代。
然后，研究人员使用汉纳最近开发的方法对多能干细胞进行重编程，以便将时钟拨回更远:将这些细胞恢复到更早的状态——即na?ve状态——在这种状态下，它们能够变成任何东西，也就是说，特化成任何类型的细胞。这个阶段对应于自然人类胚胎的第7天，大约是它植入子宫的时候。
“我们证实，Hanna团队制造的细胞代表了早期人类植入后胚胎的关键细胞类型，”指导博士生Thi Xuan Ai Pham的Vincent Pasque教授补充道。
在优化的、专门开发的条件下混合在一起后不久，细胞形成团块，其中约1%自组织成完整的胚胎样结构。
基于干细胞的胚胎样结构(称为SEMs)在子宫外发育8天，达到相当于人类胚胎发育第14天的发育阶段。在这一点上，自然胚胎获得了内部结构，使它们能够进入下一个阶段:发育身体器官的祖细胞。
魏茨曼科学研究所的雅各布·汉纳教授说:“我们的模型可以用来揭示确保早期发育正常的生化和机械信号，以及这种发育可能出错的方式。”
事实上，这项研究已经产生了一个发现，可能会为早期妊娠失败的研究开辟一个新的方向。研究人员发现，如果胚胎在第3天(相当于自然胚胎发育的第10天)没有以正确的方式被胎盘形成细胞包裹，其内部结构，如卵黄囊，就不能正常发育。
“胚胎不是静止的。它必须在正确的组织中拥有正确的细胞，它必须能够进步——这是关于存在和成为，”汉纳说。“我们完整的胚胎模型将帮助研究人员解决决定其正常生长的最基本问题。”
这种揭开胚胎发育最初阶段奥秘的伦理方法可以开辟许多研究途径。它可能有助于揭示许多出生缺陷和不孕症的原因。它还可能带来培育移植组织和器官的新技术。它还可以提供一种方法来解决无法在活胚胎上进行的实验——例如，确定暴露于药物或其他物质对胎儿发育的影响。
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