造福百萬女性！科學(xué)家首次獲得人類外胚層和羊膜發(fā)育的模型。

每年，全世界有數(shù)百萬婦女經(jīng)歷墮胎。大多數(shù)流產(chǎn)發(fā)生在妊娠的前三個月，大約是胚胎植入子宮內(nèi)膜的時候。這主要是因為在懷孕的前三個月，尤其是著床期，對一些原因缺乏了解。人類多能干細胞(包括hESC和hiPSC)以不同的方式用于研究構(gòu)成人類胚胎和胎兒的各種類型的細胞。它們可以自發(fā)分化產(chǎn)生細胞集合體，稱為胚狀體?；蛘撸鼈兛梢耘c特定的生長因子混合物一起孵育，以引導(dǎo)它們的分化，從而產(chǎn)生3D模型的胎兒器官或特定的胚層。然而，在這些模型中看到的最初胚層分化是無序的，并且與在人類胚胎中觀察到的植入期間的空間組織分化沒有相似性。因此，這些模型離子對研究人類妊娠的圍著床期幫助不大。

近日，來自密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)醫(yī)院的團隊傅建平(Jianping Fu)在《自然》雜志在線發(fā)表了一篇題為“利用干細胞對人類epi成胚細胞和羊膜發(fā)育進行受控建?！钡难芯空撐?。研究報告報道，微流體裝置中的人類多能干細胞(hPSCs)以高度可控和可擴展的方式總結(jié)了外胚層和羊膜外胚層的發(fā)育跡象。鑒于其可控性和可擴展性，微流控模型提供了一個強大的實驗系統(tǒng)，以推進人類胚胎學(xué)和生殖的知識。這種模型可以幫助合理設(shè)計hPSC的分化方案，用于疾病建模和細胞治療，以及用于預(yù)防妊娠失敗和出生缺陷的高通量藥物和毒性篩選。

最后，加州大學(xué)洛杉磯分校的Amander T. Clark在Nature Online上發(fā)表了一篇題為“在微流體通道中模擬的人類植入”的綜述文章，系統(tǒng)總結(jié)了這項研究的進展，并指出這是一種創(chuàng)新的微流體裝置，可用于模擬人類胚胎植入子宮壁時發(fā)生的事件。也許這些信息可以用來幫助全世界數(shù)百萬婦女更好地了解甚至避免早期妊娠失敗。

每年，全世界有數(shù)百萬婦女經(jīng)歷墮胎。大多數(shù)流產(chǎn)發(fā)生在妊娠的前三個月，大約是胚胎植入子宮內(nèi)膜的時候。這主要是因為在懷孕的前三個月，尤其是著床期，對一些原因缺乏了解。體外培養(yǎng)的人類胚胎提供了對組織特征和早期人類發(fā)育的深入了解。然而，囊胚期以后的體外人類胚胎培養(yǎng)方案仍然不是最理想的。此外，生物倫理指南禁止體外培養(yǎng)受精后超過14天或PS開始發(fā)育的人類胚胎。

用于人類外胚層和羊膜發(fā)育的微流控模型

目前，hESC和hiPSC以不同的方式用于研究構(gòu)成人類胚胎和胎兒的各種類型的細胞。它們可以自發(fā)分化產(chǎn)生細胞集合體，稱為胚狀體?；蛘撸鼈兛梢耘c特定的生長因子混合物一起孵育，以引導(dǎo)它們的分化，從而產(chǎn)生3D模型的胎兒器官或特定的胚層。來源于患者的HiPSC細胞系可用于“特定疾病”的建模。這些策略產(chǎn)生與晚期胚胎和胎兒相同的細胞類型；然而，在這些模型中看到的最初胚層分化是無序的，并且與在人類胚胎中觀察到的植入期間的空間組織分化沒有相似性。因此，這些模型離子對研究人類妊娠的圍著床期幫助不大。

在這里，研究人員報告說，微流控設(shè)備中的人類多能干細胞(hPSCs)以高度可控和可擴展的方式總結(jié)了外胚層和羊膜外胚層發(fā)育的跡象，包括外胚層和由此產(chǎn)生的羊膜腔的腔內(nèi)形成，雙極胚囊的形成，以及原始生殖細胞和原始紋細胞的規(guī)格。

羊膜外胚層細胞觸發(fā)后胚囊的中胚層誘導(dǎo)，參與Wnt信號傳導(dǎo)。

研究人員進一步表明，羊膜外胚層樣細胞作為信號中心觸發(fā)hPSC中原腸胚形成樣事件的發(fā)生。鑒于其可控性和可擴展性，微流控模型提供了一個強大的實驗系統(tǒng)，以推進人類胚胎學(xué)和生殖的知識。這種模型可以幫助合理設(shè)計hPSC的分化方案，用于疾病建模和細胞治療，以及用于預(yù)防妊娠失敗和出生缺陷的高通量藥物和毒性篩選。

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