含胚胎外组织的人类胚胎样结构生成 有助进一步了解“黑匣子发育期”

科技日报北京7月20日电 （记者张梦然）20日发表在《细胞》杂志上的一项研究中，美国得克萨斯大学西南医学中心研究人员报告了一种开发“类原肠胚”的新方法，其中包括一个重要组织——卵黄囊，这是以前模型中所缺少的。

原腸胚形成是胚胎將自身從空心球體重組爲多層結構的過程，被認爲是人類發育研究的“黑匣子”。這是因爲出于生物倫理考慮，人類胚胎模型的培養時間通常不會超過14天，而原腸胚形成發生在受精後17至21天之間。此外，目前模擬原腸胚形成的幹細胞模型還無法包含産生卵黃囊和胎盤所必需的胚胎外組織。

人類原腸胚形成和早期器官模型，是從引發的人類多能幹細胞中開發出來的，但此次新方法沒有通過更常用的引發多能幹細胞，而是使用擴增多能幹細胞（EPSC）。此前已證明這些細胞可在小鼠體內分化爲胚胎組織和胚胎外組織。通過向人類EPSC添加適當的生長因子，它們分化成這兩類組織。然後，這些細胞自我組織成類似于人類胚胎的結構，研究人員將其稱爲“類原腸胚”。

胚胎外組織會釋放引導胚胎發育的化學信號，這使得類原腸胚能夠模仿“黑匣子發育期”重要過程。類原腸胚周圍發育出了爲胚胎提供血液供應的卵黃囊腔，周圍細胞還顯示出器官發生的早期迹象，例如神經形成，這標志著中樞神經系統發育的開始。

研究團隊稱這一方法高效且可重複。在小規模試驗中，他們能夠産生數百個類原腸胚細胞。

類原腸胚排除了産生胎盤的滋養層細胞，有助于緩解這項研究的倫理問題。該項目遵循國際幹細胞研究指南，並得到了得克薩斯大學西南醫學中心幹細胞監督委員會的批准。