作者：李華蕓來源：生物探索

來自劍橋大學Zernicka-Goetz教授領導的研究團隊近日在《Nature cell biology》上發表了最新科研成果：利用三種小鼠干細胞直接構建人造胚胎。

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

但這兩種細胞組成的胚胎無法發育到原腸胚形成階段——在這個階段，胚胎會從單層轉變成三層，這些分層決定了細胞以后會發育成哪些器官。

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

合成的胚胎由黃色，粉紅色和綠色三種不同的干細胞組成

“我們的人造胚胎經歷了培養皿中生命最重要的階段。”Zernicka-Goetz教授補充道， “它們現在非常接近真正的胚胎。但為了進一步發展，它們將不得不被植入母體或人工胎盤內。”

研究人員表示，現在他們應該能夠通過改變其中一種細胞的信號通路，來了解這個通路對其他一種或兩種細胞的影響，從而更好地了解三種類型的干細胞在促成胚胎發育中的相互作用。

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

通過這些研究，科學家可以對哺乳動物發育過程的第一階段有更多地了解。現在限于國際通用的“14天準則”——在實驗室中觀察人類胚胎的時間不得超過兩周，科學家們目前只能探究14天內的胚胎發育過程。

參考資料：

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