Cell:突破!研究人员首次构建功能性人类羊膜囊体外模型,开启胚胎外发育研究新纪元
时间:2025-05-21
生命最初的十月怀胎,是一个从单细胞到复杂生命的奇迹旅程。然而,在这个生命早期的关键时刻,特别是受精后的第2至4周,胚胎如何在母体子宫中构建起赖以生存的微环境?包裹着胚胎、充满羊水的羊膜(amnion),提供营养支持的卵黄囊(yolk sac),这些至关重要的胚胎外组织(extra-embryonic tissues)是如何精确形成的?它们又在早期胚胎发育中扮演着怎样的角色?
长期以来,这个阶段的人类胚胎发育过程就像一个难以窥探的 黑箱 。严格的伦理限制和复杂的技术屏障,使得研究人员难以直接研究人类胚胎在植入后(post-implantation)到原肠胚形成(gastrulation)这一至关重要时期的发育机制。传统的体外细胞培养或模型,虽然能模拟部分过程,却难以精确重现这些复杂的胚胎外结构及其功能,例如形成一个完整、充满液体、由内外两层细胞构成的功能性羊膜囊。
5月15日发表在《Cell》杂志上的一项重磅研究 Post-gastrulation amnioids as a stem cell-derived model of human extra-embryonic development ,带来了令人振奋的突破!研究人员成功开发出一种全新的、基于人类的体外三维模型 原肠胚形成后类羊膜囊(Post-gastrulation Amnioids, PGAs)。这个模型不仅在形态、大小上高度模拟了人类胚胎在约4周时的胚胎外结构,包括了类羊膜囊和类卵黄囊,更能忠实地重现它们在细胞组成、分子特征甚至功能分泌方面的关键特性。
这个高度可重现、可扩展的PGAs模型,就像为我们打开了一扇研究人类早期生命发育,特别是羊膜形成(amniogenesis)和胚胎外组织功能的全新窗口。它首次让我们能够在实验室中,以前所未有的精度,去探索那些隐藏在生命早期的奥秘,理解胚胎与邻居们如何相互对话,以及这些 幕后功臣 如何为后续更复杂的发育奠定基础。