科技日報記者 張夢然
20日發表在《細胞》雜志上的一項研究中，美國得克薩斯大學西南醫學中心研究人員報告了一種開發“類原腸胚”的新方法，其中包括一個重要組織——卵黃囊，這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為多層結構的過程，被認為是人類發育研究的“黑匣子”。這是因為出于生物倫理考慮，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后17至21天之間。此外，目前模擬原腸胚形成的干細胞模型還無法包含產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干細胞中開發出來的，但此次新方法沒有通過更常用的引發多能干細胞，而是使用擴增多能干細胞（EPSC）。此前已證明這些細胞可在小鼠體內分化為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。然后，這些細胞自我組織成類似于人類胚胎的結構，研究人員將其稱為“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為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跡象，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復。在小規模試驗中，他們能夠產生數百個類原腸胚細胞。
類原腸胚排除了產生胎盤的滋養層細胞，有助于緩解這項研究的倫理問題。該項目遵循國際干細胞研究指南，并得到了得克薩斯大學西南醫學中心干細胞監督委員會的批準。
盡管可能很少聽到這個名字，但原腸胚形成其實是人類發育早期階段的一個決定性時刻。這個過程從受精后14天左右開始，持續一周左右?？茖W界目前對原腸胚形成的理解基本局限于實驗模型，無法直接對其開展研究，因為這個階段的人類胚胎很難獲得，部分原因是國際指南將培養人類胚胎的時限控制在受精后的14天內。此次研究的意義正在于此：其不但能幫助人類進一步了解所謂的“黑匣子發育期”，還突破了以往的限制。
