Nature子刊：人造胚胎取得新突破

来自剑桥大学Zernicka-Goetz教授领导的研究团队近日在《Nature cell biology》上发表了最新科研成果：利用三种小鼠干细胞直接构建人造胚胎。

其实早在2017年3月，Zernicka-Goetz教授及其同事就已经发表了一篇论文，文中描述了他们使用基因改造的小鼠胚胎干细胞（ESCs）、滋养层细胞（TSCs）以及被称为细胞外基质的3D“果冻”支架来构建人工胚胎的过程。这种人造胚胎能够正常生长并且组装自己，其生长过程和结构都非常类似于天然胚胎，而且两种干细胞之间还存在着一定程度的交流：从某种意义上说，细胞正在告诉对方在胚胎的哪里放置自己。

但这两种细胞组成的胚胎无法发育到原肠胚形成阶段——在这个阶段，胚胎会从单层转变成三层，这些分层决定了细胞以后会发育成哪些器官。

“正常发育中，原肠胚的形成只有在拥有所有三种类型的干细胞时才有可能。为了在人工胚胎中重建这种复杂的结构，我们不得不添加缺失的第三种干细胞，”Zernicka-Goetz教授说，“这次，我们通过将早期实验中使用的果冻支架替换为第三种类型的干细胞（PESCs），使人工胚胎产生了正确的原肠胚结构。”

合成的胚胎由黄色，粉红色和绿色三种不同的干细胞组成

“我们的人造胚胎经历了培养皿中生命最重要的阶段。”Zernicka-Goetz教授补充道， “它们现在非常接近真正的胚胎。但为了进一步发展，它们将不得不被植入母体或人工胎盘内。”

研究人员表示，现在他们应该能够通过改变其中一种细胞的信号通路，来了解这个通路对其他一种或两种细胞的影响，从而更好地了解三种类型的干细胞在促成胚胎发育中的相互作用。

“我们现在也可以尝试将其应用于类似的人类干细胞中，借此研究人类胚胎早期发育的过程，从而避免使用天然的人类胚胎。”Zernicka-Goetz教授说。

通过这些研究，科学家可以对哺乳动物发育过程的第一阶段有更多地了解。现在限于国际通用的“14天准则”——在实验室中观察人类胚胎的时间不得超过两周，科学家们目前只能探究14天内的胚胎发育过程。

参考资料：

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