科学家们首次从干细胞中创造了人造小鼠的胚胎
剑桥大学的科学家们设法创造了一种类似于小鼠胚胎的结构，使用两种类型的干细胞 - 身体的“主细胞” - 和一种可以生长的3D支架。了解胚胎发育的早期阶段是有意义的，因为这些知识可能有助于解释为什么此时三分之二以上的人类怀孕失败。一旦哺乳动物的卵被精子受精，它就会分裂多次，形成一个小的，自由漂浮的干细胞球。特定的干细胞最终将成为未来的身体，胚胎干细胞(胚胎干细胞)聚集在胚胎内部朝向一端：这个发育阶段被称为胚泡。胚泡中另外两种类型的干细胞是胚胎外滋养层干细胞(TSCs)，它们会形成胎盘; 原始内胚层干细胞将形成所谓的卵黄囊，确保胎儿的器官发育正常，并提供必需的营养。
以前仅使用胚胎干细胞培养胚胎样结构的尝试取得了有限的成功。这是因为早期胚胎发育需要不同类型的细胞彼此紧密配合。然而，在今天发表在“ 科学 ”杂志上的一项研究中，剑桥研究人员描述了如何使用基因改造的小鼠胚胎干细胞和TSCs以及称为细胞外基质的3D支架，他们能够生长出一种能够组装的结构。本身，其发展和建筑与天然胚胎非常相似。
“胚胎和胚胎外胚胎细胞开始相互交谈，组织成一个看起来像胚胎的结构，”生理学，发育和神经科学系的Magdalena Zernicka-Goetz教授解释说。研究。“它具有解剖学上正确的区域，可以在正确的时间和地点发展。”
Zernicka-Goetz教授及其同事发现两种类型的干细胞之间存在显着的交流程度：从某种意义上说，细胞正在告诉彼此胚胎在哪里放置自己。
“我们知道不同类型的干细胞之间的相互作用对于发育非常重要，但我们的新工作所表明的惊人之处在于，这是一种真正的伙伴关系 - 这些细胞真正引导彼此，”她说。“如果没有这种伙伴关系，形状和形式的正确发展以及关键生物机制的及时活动就不会得到适当的发挥。”
将他们的人工“胚胎”与正常发育的胚胎进行比较，该团队能够证明其发展遵循相同的发展模式。干细胞组织起来，一端是胚胎干细胞，另一端是胚胎干细胞。在连接在一起之前，腔在每个簇内打开然后向上，最终成为胚胎将在其中发育的大的，所谓的亲羊膜腔。
研究人员表示，虽然这种人造胚胎与真实胚胎非常相似，但它不太可能进一步发育成健康的胎儿。要做到这一点，它可能需要第三种形式的干细胞，这将允许卵黄囊的发育，卵黄囊为胚胎提供营养，并在其中形成血管网络。此外，该系统尚未针对胎盘的正确发育进行优化。
Zernicka-Goetz教授最近开发了一种技术，允许胚泡在植入阶段后体外发育，使研究人员能够在受精后13天内首次分析人类胚胎发育的关键阶段。她相信这一最新发展可以帮助他们克服人类胚胎研究的主要障碍之一：胚胎短缺。目前，胚胎是通过IVF诊所捐赠的卵子开发的。
她说：“我们认为，使用人类胚胎和胚胎外胚胎干细胞，使用类似于我们使用小鼠干细胞的技术，可以模拟14天前发生的大量发育事件。” “我们非常乐观地认为，这将使我们能够研究人类发展这个关键阶段的关键事件，而不必真正开展胚胎研究。了解发展的正常发展将使我们能够理解为什么它经常出错。”
该研究主要由Wellcome Trust和欧洲研究委员会资助。
Wellcome细胞与发育科学负责人Andrew Chisholm博士说：“这是一项优雅的研究，在培养中创造了一个小鼠胚胎，让我们可以一瞥哺乳动物发育的最早阶段.Zernicka-Goetz教授的工作真正体现了它的重要性在帮助我们解决我们尚未获得足够证据的难题的基础研究方面，理论上，类似的方法有朝一日可用于探索早期人类发展，揭示母体环境在出生缺陷中的作用和健康。“
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