在实验室中利用干细胞重建人类胚胎的早期结构

来源: 生物360 / 作者: 2021-05-06
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埃克塞特的科学家们发现了一种简单而有效的方法,可以在实验室中利用干细胞重建人类胚胎的早期结构。这种新方法为研究人类生育和生殖开辟了新的途径。

干细胞具有转变成不同类型细胞的能力。现在, 这项研究发表在细胞干细胞和由英国医学研究理事会资助, 埃克塞特大学的科学家们的生命系统研究所, 与来自剑桥大学的同事合作, 已经开发出一种方法来组织实验室培养的干细胞转变为一个精确的模型, 人类胚胎发展的第一阶段。

创造人工早期人类胚胎的能力,可以通过进一步了解胚胎如何发育,以及避免流产和其他并发症所需的条件,有助于不孕不育的研究。胚胎模型也可以用来测试在辅助受孕过程中可能改善胚胎发育的条件,如体外受精。

在这项新发现之前,该团队发现人类干细胞能够产生囊胚的基本成分——受精卵分裂后胚胎的早期形成。埃克塞特大学生命系统研究所所长奥斯汀 · 史密斯教授说:“发现干细胞可以创造早期胚胎的所有要素是一个启示。这些干细胞来自一个完全形成的胚泡,但它们能够重建完全相同的整个胚胎结构。这是相当了不起的,为了解人类胚胎开启了令人兴奋的可能性。”

这项研究有可能大大促进人们的理解。可用于研究的人类胚胎很少,所以到目前为止,科学家们主要集中在动物研究上,尤其是老鼠,尽管它们的生殖系统与人类有显著不同。在英国,大约七分之一的夫妇有受孕困难。

在研究中,研究小组将干细胞排列成簇,并简要介绍了两种已知的影响细胞早期发育的分子。他们发现,80% 的集群在 3 天后组织成看起来非常像胚胎囊胚阶段的结构——6 天后由受精卵形成的约 200 个细胞组成的球。该团队继续证明,人工胚胎与自然胚胎具有相同的活跃基因。

这项研究由英国埃克塞特大学生命系统研究所 (University of Exeter's Living Systems Institute) 的郭戈 (音译) 博士指导,他说:“我们的新技术首次为研究不使用胚胎的人类早期发育提供了一个可靠的系统。” 这不应该被视为在实验室生产婴儿的一个举动,而是作为一个重要的研究工具,可能有利于试管受精和不孕不育研究。”

研究人员的下一步是了解如何培育人工胚胎,并进一步研究胚胎植入子宫的关键时期,这是许多胚胎无法正常发育的时期。

The paper is entitled'Naive stem cell blastocyst model captures human embryo lineage segregation', and is published in Cell Stem Cell.

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