對人類胚胎的研究對于了解人類發(fā)育的最早階段至關(guān)重要。目前，這項研究是針對接受過體外受精的個人自愿捐贈的剩余胚胎進(jìn)行的。然而，這項研究受限于胚胎的可用性和嚴(yán)格的國際倫理時間限制，允許胚胎在實驗室中發(fā)育多長時間(最多 14 天)。
現(xiàn)在，加州理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)用人類干細(xì)胞創(chuàng)造了類似胚胎的結(jié)構(gòu)。與由精子和卵子結(jié)合形成的天然胚胎不同，這些結(jié)構(gòu)是通過結(jié)合所謂的多能干細(xì)胞形成的，這些干細(xì)胞具有發(fā)育成特殊類型細(xì)胞的能力。盡管這些胚胎樣結(jié)構(gòu)與真實胚胎存在一些關(guān)鍵差異，但在不需要捐贈胚胎的情況下，制造它們的技術(shù)對于回答有關(guān)人類發(fā)育的開放性問題至關(guān)重要。
這項研究是在加州理工學(xué)院生物學(xué)和生物工程 Bren 教授Magdalena Zernicka-Goetz的實驗室進(jìn)行的，并在 9 月 21 日發(fā)表在《自然通訊》雜志上的一篇論文中進(jìn)行了描述。
這些結(jié)構(gòu)是由一種多能干細(xì)胞制成的，它產(chǎn)生不同類型的細(xì)胞，然后自組裝成一個結(jié)構(gòu)，其形態(tài)明顯讓人想起胚胎的形態(tài)，胚胎具有不同的胚胎和胚胎外組織。多能干細(xì)胞最初是由其他研究人員從真正的人類胚胎中分離出來的，此后一直保存在實驗室環(huán)境中。值得注意的是，當(dāng)有合適的環(huán)境條件支持時，細(xì)胞仍然可以“記住”如何組裝成胚胎。
Zernicka-Goetz 說：“組裝胚胎基本結(jié)構(gòu)的能力似乎是這些早期胚胎細(xì)胞的固有特性，它們根本無法‘忘記’。”“盡管如此，要么它們的記憶不是絕對精確，要么我們還沒有幫助細(xì)胞恢復(fù)記憶的最佳方法。在我們使人類干細(xì)胞達(dá)到可能的發(fā)育準(zhǔn)確性之前，我們還有進(jìn)一步的工作要做與它們等效的小鼠干細(xì)胞對應(yīng)物。”
從干細(xì)胞產(chǎn)生胚胎樣結(jié)構(gòu)的能力意味著不需要額外的捐贈胚胎;此外，可以大量創(chuàng)建結(jié)構(gòu)。因此，該模型系統(tǒng)可能會導(dǎo)致對不受人類胚胎有限可用性限制的早期胚胎發(fā)育的理解的突破。例如，有可能擾亂特定基因并研究對發(fā)育過程產(chǎn)生的影響。此外，該系統(tǒng)可用于了解不同的細(xì)胞成分如何在早期階段協(xié)調(diào)它們的發(fā)育以及這種細(xì)胞串?dāng)_對后期發(fā)育階段的影響。
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