自然形成和合成胚胎對比圖。圖片來源：《自然》在線版
科技日報實習(xí)記者 張佳欣
據(jù)英國《自然》雜志25日發(fā)表的一篇論文，包括美國加州理工學(xué)院、英國劍橋大學(xué)等機構(gòu)在內(nèi)的聯(lián)合團隊描述生成了一種干細胞來源的合成小鼠胚胎。這一胚胎模型復(fù)制了自然小鼠胚胎從受精到第8.5天的各個發(fā)育階段，包括清晰腦區(qū)域、一個神經(jīng)管以及一個搏動的心臟樣結(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，而無需使用實驗動物。
胚胎干細胞能夠在實驗室形成胚胎樣結(jié)構(gòu)。但是這些模型無法全然模擬發(fā)育的所有階段，例如，它們無法完全概括一個稱為神經(jīng)胚形成的過程（即神經(jīng)管的形成，它最終會分化為腦和脊髓）。
研究人員此次在實驗室里裝配了干細胞來源的小鼠胚胎，組合使用了胚胎干細胞、滋養(yǎng)層干細胞和誘導(dǎo)胚外內(nèi)胚層干細胞，所有細胞皆來自小鼠。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、一個神經(jīng)管、一個搏動的心臟和一個腸管。
研究團隊提到，模型能夠通過自組織干細胞類型實現(xiàn)此結(jié)果，無需外部信號調(diào)節(jié)。在進一步實驗中，團隊成功展示了敲除Pax6基因（參與眼部和其他感覺器官的發(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，ETiX胚狀體提供了一個有用的生理學(xué)胚胎發(fā)育模型，為研究發(fā)育和疾病機制提供了新機會。
總編輯圈點
如今的這項研究，已處于迄今為止在干細胞衍生模型中實現(xiàn)的最先進階段，其關(guān)鍵進步是產(chǎn)生了相當(dāng)于小鼠整個大腦的能力，特別是對腦前部區(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，一個是幫助研究人員了解為什么有些胚胎會失敗，另一些就會順利發(fā)育；另一個則是未來如能在人類干細胞上也取得成功，就可用于指導(dǎo)合成器官的修復(fù)和開發(fā)，幫助到大量等待移植的患者挽救生命。
