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干細胞模型再現人類胚胎早期發育

2021年12月03日08:19 | 來源:科技日報
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原標題:干細胞模型再現人類胚胎早期發育

  科技日報北京12月2日電 (記者張夢然)據英國《自然》雜志2日發表的一項研究,科學家用人多能干細胞建立了一個模型,可用來研究人類胚胎植入子宮的過程。人胚狀體(blastoid)是模擬早期人類胚胎的結構,在研究中能准確再現人類胚胎早期發育的關鍵階段,包括黏附在體外子宮細胞上。該模型或有助於推進我們對人類發育早期階段的認識,以及開發不孕不育的治療方法或避孕藥。

  在受精后的一周內,人類胚胎會形成名為胚泡的細胞團,胚泡會植入子宮壁。准確模擬這一發育階段的模型能支持對胚胎植入和早期發育的研究。利用干細胞構建胚泡的類似物是一種很有前景的方法,但此前的嘗試遇到了瓶頸,比如會形成與胚泡不匹配的細胞。

  此次,奧地利科學院分子生物技術研究所研究人員尼古拉斯·利弗隆及其同事,利用人多能干細胞構建了人胚泡樣結構(胚狀體)。研究團隊鑒定出3個信號通路,抑制它們就能得到有效模擬正常胚泡發育(成功率>70%)和能形成正確細胞(成功率>97%)的胚狀體。

  研究報告稱,這種人胚狀體能在體外特異性地黏附受激素刺激的子宮內膜細胞,讓團隊能重現直到第13天的圍植入期發育過程。

  由於該模型效率高、可擴展潛力大。研究人員認為,這種方法能為人類胚胎植入和發育研究提供重要幫助。

  干細胞可揭示器官的形成機理,但此前這方面的研究,一直難以幫助我們更深入理解發育胚胎。通常來說,科學家試圖培養本身沒有干細胞的類器官時,都會用到多能干細胞這種更基本的干細胞類型。科學家既可以從人體胚胎中獲得多能干細胞,也可將皮膚細胞或血細胞進行重編程進而培養出干細胞,然后誘導它們模仿特定器官的形成。

  不過,這些結構或者說微型器官,通常隻復制了真實器官的某些結構和功能而非全部。

  總編輯圈點

  這項技術突破,有望為我們研究人體發育早期階段以及理解發育障礙、不育症和遺傳疾病等問題提供新方法和新思路,甚至提高試管嬰兒成功率。但在另一方面,當人類通過它准確模擬人體發育過程的時候,也需謹慎地處理與此項技術進步相關的倫理學問題。換句話說——由干細胞培育而來的“模型胚胎”與使用體外受精技術得到的真實人類胚胎,之間應存在一道邊界,而“模型胚胎”研究同樣也會引發類似20多年前克隆技術取得重大突破時所出現的問題。

(責編:趙竹青、陳鍵)

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