据悉，科学家们利用实验室培养的干细胞开发出了人类胚胎模型，这为胚胎植入子宫壁后关键的第一周提供了前所未有的视角。
通过深入研究受精卵在妊娠初期进入子宫内膜后立即发生的事情，可以更好地理解生育能力、早孕流产和发育性先天缺陷。但是，伦理和技术上的挑战阻碍了我们研究人类胚胎发育的这些关键阶段的能力。
以色列魏茨曼科学研究所的分子遗传学家雅各布·汉纳（Jacob Hanna）说：“最重要的是在怀孕的第一个月，剩下的八个月主要是大量生长。”
“但第一个月在很大程度上仍然是一个黑匣子。我们的干细胞衍生的人类胚胎模型提供了一种道德的、可访问的方式来窥视这个盒子。”
这个国际研究小组将未经基因修饰、未分化的人类干细胞诱导成模拟人类胚胎发育的复杂结构。
这一过程揭示了人类干细胞非凡的自组织能力，扩展了最近在胚胎样干细胞产生方面的突破，为研究人员提供了一种新的方法，来研究迄今为止被实践和伦理挑战所掩盖的现象。
在以前的模型中没有看到的关键特征，包括形成胎盘和胚胎支持结构的三种血统，以及在胚胎折叠并长成不同组织和器官之前形成胚胎的细胞层。
先前的研究表明，从小鼠胚胎中取出的干细胞仍然可以被人工引导生长到支持和组成胚胎本身的组织中，在原肠形成后阶段自组装成基于干细胞的结构胚胎模型(SEM)，在这个阶段，胚胎细胞形成三种主要类型的身体组织。
分子遗传学家雅各布·汉纳和他的同事写道：“在这里，我们将这些发现推广到人类身上，同时只使用未经基因改造的人类幼稚胚胎干细胞。我们继续测试形成胚胎样结构的能力 …… 可以模仿自然人类在子宫内发育的不同阶段。”
研究人员确定了从受精后7-8天着床开始的各个阶段的最佳条件，包括细胞数量、细胞混合物的比例和培养成分。
研究人员写道：“这些人类完整的 SEMs 显示出发育生长动力学，类似于植入后胚胎发生阶段的关键特征，直至受精后13-14天。”
这些模型描述了所有已知的早期人类胚胎谱系和组成部分的组装，包括外胚层、下胚层、胚外中胚层、滋养层和卵黄囊。
与参考数据集相比，来自人类 SEMs 数据集的细胞谱与植入后不久的人类胚胎的基因表达模式和细胞类型组成相似。
研究人员指出，人类的 SEMs 与胚胎并不相同，但它们是一种模式，为研究开辟了巨大的可能性。
分子遗传学家雅各布·汉纳表示：“许多怀孕失败发生在最初的几周，通常在女性意识到自己怀孕之前。这也是许多先天缺陷的起源，尽管它们往往要晚得多才被发现。我们的模型可以用来揭示确保早期发育正常的生化和机械信号，以及这种发育可能出错的方式。”
这项研究发表在《自然》杂志上。
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