英國(guó)《自然》雜志11日發(fā)表一項(xiàng)胚胎學(xué)重要研究成果,英國(guó)科學(xué)家報(bào)告一種關(guān)于人類早期胚胎發(fā)育的新型三維組織培養(yǎng)模型問(wèn)世。該模型采用了人類細(xì)胞,不但有助于研究人員增進(jìn)對(duì)胚胎重要發(fā)育階段的理解,還標(biāo)志著人們?cè)谌S模擬人體發(fā)育領(lǐng)域已經(jīng)邁出了重要的第一步。
發(fā)育早期,人類胚胎只是一小團(tuán)細(xì)胞,自行折疊形成具有前后端的三層結(jié)構(gòu)——原腸胚。這是胚胎發(fā)育的一個(gè)極其重要階段,在這一時(shí)期,細(xì)胞核開始起主導(dǎo)作用,合成新的蛋白質(zhì),細(xì)胞分化顯著,為組織、器官發(fā)生打下基礎(chǔ)。生物學(xué)上,這個(gè)過(guò)程被稱為原腸胚形成,之后各胚層才能繼續(xù)形成身體內(nèi)的不同組織類型。
科學(xué)家一直試圖深入了解“一小塊細(xì)胞團(tuán)”究竟是如何將自身轉(zhuǎn)化為復(fù)雜多樣的結(jié)構(gòu),但人們對(duì)早期轉(zhuǎn)化的了解依然較少。此前,科學(xué)家都是利用小鼠細(xì)胞制作三維模型,可惜由于缺乏合適的模型,要研究人類的原腸胚形成一直較有難度。
此次,英國(guó)劍橋大學(xué)胚胎學(xué)家阿爾豐索·馬丁尼茲·阿里亞斯、娜奧米·莫里斯及其同事,報(bào)告了他們最新利用人類胚胎干細(xì)胞生成的三維“類原腸胚”結(jié)構(gòu)。該“類原腸胚”由懸浮培養(yǎng)的人類胚胎干細(xì)胞聚集體組成,可以再現(xiàn)人類早期發(fā)育的關(guān)鍵事件。細(xì)胞分化形成三胚層的衍生物,“類原腸胚”拉長(zhǎng),產(chǎn)生前后端。
研究團(tuán)隊(duì)也觀察到了基因表達(dá)中的關(guān)鍵變化,他們提出,3天大的“類原腸胚”已經(jīng)可以模擬20天大的人類胚胎的某些關(guān)鍵特征。研究人員認(rèn)為,這個(gè)模型標(biāo)志著科學(xué)家向三維模擬人體發(fā)育邁出了第一步。