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科學(xué)家從干細(xì)胞中創(chuàng)造出類似人類胚胎的模型

2023-06-28 12:39:27 來(lái)源：cnBeta

【資料圖】

科學(xué)家們通過(guò)對(duì)干細(xì)胞進(jìn)行編程創(chuàng)建了人類胚胎模型。這些模型讓人們看到了發(fā)育的一個(gè)關(guān)鍵階段，可以揭示出對(duì)遺傳性疾病和預(yù)防早期妊娠失敗的新見解。人類發(fā)育的第二周是一個(gè)決定性的階段--這是胚胎植入子宮的時(shí)候。出生缺陷和遺傳疾病可能開始發(fā)作，而且不幸的是，許多懷孕在這個(gè)階段失去了。

但這一關(guān)鍵時(shí)期在很大程度上仍未被科學(xué)家和醫(yī)生研究，因?yàn)榕咛ト匀惶。瑹o(wú)法在活體患者身上觀察。接受試管嬰兒的病人的捐贈(zèng)可用于研究，但供應(yīng)有限，而且要遵守嚴(yán)格的倫理法規(guī)。

現(xiàn)在，劍橋大學(xué)和加州理工學(xué)院的科學(xué)家們已經(jīng)開發(fā)出了新的人類胚胎3D模型，該模型由干細(xì)胞培育而成，以一種可以在實(shí)驗(yàn)室中輕松研究的方式模擬了第9天和第14天之間的發(fā)育。這個(gè)窗口以前只能在動(dòng)物細(xì)胞中研究。

圖為由干細(xì)胞培育出的人類胚胎樣模型在發(fā)育的第四天。

該研究的主要作者M(jìn)agdalena Zernicka-Goetz教授說(shuō)："我們的人類胚胎樣模型完全由人類干細(xì)胞創(chuàng)建，使我們能夠在通常情況下由于小胚胎植入母親的子宮而被隱藏的階段看到發(fā)育結(jié)構(gòu)。這一令人興奮的發(fā)展使我們能夠在一個(gè)模型系統(tǒng)中操縱基因以了解它們的發(fā)育作用。這將讓我們測(cè)試特定因素的功能，這在自然胚胎中很難做到"。

這些模型包含制造人類胚胎所需的大部分細(xì)胞，包括最終將形成自己的精子或卵子的生殖細(xì)胞的前體。它們還包含支持胚胎的細(xì)胞，包括那些繼續(xù)形成胎盤、卵黃囊和羊膜囊的細(xì)胞。

然而，出于道德原因，這些模型被制成缺少大腦和心臟跳動(dòng)的細(xì)胞，因此它們不能發(fā)育到14天以上。這是為了遵守目前在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)人類胚胎的法律限制。

這一里程碑是Zernicka-Goetz和她的團(tuán)隊(duì)十年來(lái)逐步改進(jìn)小鼠胚胎模型的工作成果。其他研究人員，包括來(lái)自以色列魏茨曼科學(xué)研究所的一個(gè)團(tuán)隊(duì)，也將小鼠胚胎模型推到了心臟細(xì)胞跳動(dòng)的程度。

多個(gè)團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域的工作不斷增加，可能有助于提高尋求受孕的夫婦的存活率，更好地治療遺傳疾病，以及用于移植的實(shí)驗(yàn)室培育的器官。

這項(xiàng)新研究發(fā)表在《自然》雜志上。

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