研究人员生成了包括胚胎外组织的人类胚胎样结构
原肠胚形成是胚胎将自身从空心球体重组为多层结构的过程，被认为是人类发育的“黑匣子”。这是因为出于生物伦理考虑，人类胚胎的培养时间通常不会超过 14 天，并且原肠胚形成发生在受精后 17 至 21 天之间。此外，目前模拟原肠胚形成的干细胞模型还无法包含产生卵黄囊和胎盘所必需的胚胎外组织。在 7 月 20 日发表在《细胞》杂志上的一项研究中，研究人员报告了一种开发“peri-gastroloids”的新方法，这是一种类似胚胎的结构，其中包括一个支持组织，即卵黄囊，这是以前模型中所缺少的。
“虽然人类原肠胚形成和早期器官发生的非整合模型是从引发的人类多能干细胞中开发出来的，但这些模型缺乏在胚胎模式和形态发生中发挥重要作用的胚胎外细胞，”德克萨斯大学西南医学中心的干细胞生物学家、资深作者 Jun Wu 说。“胚胎和胚胎外组织的存在使研究人员能够检查原肠胚形成过程中外胚层、羊膜和卵黄囊之间的相互作用——这是人类以前无法实现的目标。”
研究人员的方法没有使用更常用的引发多能干细胞，而是使用扩增的多能干细胞(EPSC)。此前已证明这些细胞可以在小鼠体内分化为胚胎组织和胚胎外组织。通过向人类 EPSC 添加适当的生长因子，它们分化成这两类组织。然后，这些细胞自我组织成类似于人类胚胎的结构，研究人员将其称为“peri-gastroloids”。
胚胎外组织释放引导胚胎发育的化学信号，这使得这些类原肠胚周能够模仿被认为是黑盒发育期一部分的几个重要过程。类原肠胚周围发育出胚胎居住的羊膜腔和为胚胎提供血液供应的卵黄囊腔。此外，类原肠胚周围细胞显示出器官发生的早期迹象，例如神经形成，这标志着中枢神经系统发育的开始。
研究小组报告说，他们的方法高效且可重复。在他们认为的小规模试验中，他们能够产生数百个类原肠胚细胞。“该模型的强大之处在于它能够以最少的外部干预来利用人类 EPSC 的卓越自组织能力”，Wu 说。
研究小组指出，类原肠胚周围细胞不可行，因为排除了产生胎盘的滋养层细胞，这有助于缓解这项研究的伦理问题。该项目遵循国际干细胞研究指南，并得到了德克萨斯大学西南医学中心干细胞监督委员会的批准。
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