科學家利用幹細胞成功培育出自發育胚胎

這些體外培養的細胞能夠演變成原始的胚胎，完美復現了在子宮中正常發育形成的內部結構。

科學家讓這些人工胚胎在培養液中發育了7天，這大約是小鼠孕期的三分之一。在這個時間點，這些細胞分化為兩個解剖學部分，它們會繼續分別形成胎盤和小鼠胚胎。

科學家如何將幹細胞轉化成活體小鼠胚胎

1、實驗過程中使用的兩種幹細胞

一個胚胎幹細胞與一團滋養層幹細胞被混合置入培養凝膠中；

2、隨著細胞增殖，出現內部結構

滋養細胞將會形成胎盤，即將形成胚胎的細胞分化為兩個部分；

3、細胞開始特化

一部分胚胎細胞成為中胚層，這些細胞將分化成心臟，骨骼以及肌肉組織。

劍橋大學發育生物學家Magdalena Zernicka-Goetz是這項研究工作的負責人，他說：「我們試圖理解這個神奇的自然過程——在生命發育早期促進細胞自我組織的力量。」

Zernicka-Goetz的目的並不是為了在體外培育小鼠，而是為了弄清楚胚胎在著床之前的發育過程。

直到現在，科學家們一直努力在體外重建胚胎的三維結構，因為該結構在母體子宮內太小，無法利用超聲波詳細觀察。

Zernicka-Goetz說：「著床的時候，胚胎和母親的身體發生了聯繫。幾周後可以用超聲波觀察到胚胎，但是在這個階段很難看清楚。」

科學家認為，大約有三分之二的流產發生於著床之前，而且通常女性甚至沒有意識到自己懷孕。

該團隊從胚胎幹細胞（能夠分化成任何種類的細胞）開始培育胚胎，而不是受精卵，這或許能夠解決用於研究的人類胚胎不足的情況。目前，用於研究的人類胚胎主要由輔助生殖診所提供，但是胚胎幹細胞則是不受限的。

Zernicka-Goetz說：「這項研究使我們能夠在不利用胚胎的情況下研究人類發育的關鍵時期，這有助於我們理解為什麼該過程經常出錯。」

南安普頓大學婦產科教授Nick Macklon認為，這項研究為理解如何降低流產率鋪平了道路。他說：「如果他們能夠使用人類胚胎得到同樣的結果，那麼我們就能夠理解為什麼早期胚胎髮育經常出錯，為什麼有的胚胎無法著床。這是非常重要的工作。」

在最新發表在《Science》上的論文中，研究人員將單胚胎幹細胞與滋養細胞混合，後者會形成胎盤。

這些細胞被置於半固體的凝膠中，使得細胞可以立體發育。五天後，細胞混合物會增殖，並自組織成為不同的細胞群。胚胎細胞開始分化為兩個細胞群。中胚層會發育成心臟、骨骼和肌肉；而另一些細胞會發育成大腦、皮膚和眼睛。

雖然這種人工胚胎與真實胚胎很像，但是研究人員稱，人工胚胎不太可能進一步發育成健康的胎兒。這需要額外的卵黃囊，卵黃囊為胚胎提供營養，在卵黃囊內會形成血管網路。

劍橋大學這個研究團隊希望能夠利用人類細胞創造出類似的人工胚胎。

倫敦Francis Crick研究所的幹細胞生物學家Robin Lovell-Badge教授說，研究人員所面臨的挑戰是，他們不知道如何從人類胚胎中提取滋養層細胞。

對於小鼠來說，這兩種細胞之間的通信似乎是引起胚胎進行自組織的原因。

但是，他補充說：「科學家們喜歡解決未知的問題，交給他們吧。」

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