自然形成和合成胚胎對(duì)比圖。圖片來(lái)源：《自然》在線版

科技日?qǐng)?bào)實(shí)習(xí)記者 張佳欣

據(jù)英國(guó)《自然》雜志25日發(fā)表的一篇論文，包括美國(guó)加州理工學(xué)院、英國(guó)劍橋大學(xué)等機(jī)構(gòu)在內(nèi)的聯(lián)合團(tuán)隊(duì)描述生成了一種干細(xì)胞來(lái)源的合成小鼠胚胎。這一胚胎模型復(fù)制了自然小鼠胚胎從受精到第8.5天的各個(gè)發(fā)育階段，包括清晰腦區(qū)域、一個(gè)神經(jīng)管以及一個(gè)搏動(dòng)的心臟樣結(jié)構(gòu)的形成。此外，該模型能夠復(fù)制自然小鼠胚胎中觀察到的基因敲除結(jié)果。這一發(fā)現(xiàn)提出了一種可能——可使用此類模型理解調(diào)控發(fā)育早期階段的因素，而無(wú)需使用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

胚胎干細(xì)胞能夠在實(shí)驗(yàn)室形成胚胎樣結(jié)構(gòu)。但是這些模型無(wú)法全然模擬發(fā)育的所有階段，例如，它們無(wú)法完全概括一個(gè)稱為神經(jīng)胚形成的過(guò)程（即神經(jīng)管的形成，它最終會(huì)分化為腦和脊髓）。

研究人員此次在實(shí)驗(yàn)室里裝配了干細(xì)胞來(lái)源的小鼠胚胎，組合使用了胚胎干細(xì)胞、滋養(yǎng)層干細(xì)胞和誘導(dǎo)胚外內(nèi)胚層干細(xì)胞，所有細(xì)胞皆來(lái)自小鼠。結(jié)果產(chǎn)生的ETiX胚狀體模型能夠發(fā)育到神經(jīng)胚形成之后，即相當(dāng)于受精后8.5天的自然小鼠胚胎，并形成了所有腦區(qū)域、一個(gè)神經(jīng)管、一個(gè)搏動(dòng)的心臟和一個(gè)腸管。

研究團(tuán)隊(duì)提到，模型能夠通過(guò)自組織干細(xì)胞類型實(shí)現(xiàn)此結(jié)果，無(wú)需外部信號(hào)調(diào)節(jié)。在進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)成功展示了敲除Pax6基因（參與眼部和其他感覺(jué)器官的發(fā)育）的胚狀體模型，導(dǎo)致的效果和自然Pax6敲除的小鼠胚胎相似。

研究人員總結(jié)說(shuō)，ETiX胚狀體提供了一個(gè)有用的生理學(xué)胚胎發(fā)育模型，為研究發(fā)育和疾病機(jī)制提供了新機(jī)會(huì)。

總編輯圈點(diǎn)

如今的這項(xiàng)研究，已處于迄今為止在干細(xì)胞衍生模型中實(shí)現(xiàn)的最先進(jìn)階段，其關(guān)鍵進(jìn)步是產(chǎn)生了相當(dāng)于小鼠整個(gè)大腦的能力，特別是對(duì)腦前部區(qū)域的復(fù)制，一直是合成胚胎發(fā)育界的“王冠”。該方法的真正意義有兩個(gè)，一個(gè)是幫助研究人員了解為什么有些胚胎會(huì)失敗，另一些就會(huì)順利發(fā)育；另一個(gè)則是未來(lái)如能在人類干細(xì)胞上也取得成功，就可用于指導(dǎo)合成器官的修復(fù)和開(kāi)發(fā)，幫助到大量等待移植的患者挽救生命。