人类胚胎模型可以帮助更道德地打开早期发育的"黑匣子"

人类胚胎模型可以帮助更道德地打开早期发育的"黑匣子"受精后8到10天，卵子通过输卵管，钻入子宫壁，标志着怀孕的开始（医学上）。植入后，胚胎继续生长发育。此时，主要器官和身体系统正在形成，发育中的胚胎很容易出现先天缺陷。出于伦理和技术原因，研究胚胎以深入了解其复杂的发育过程是非常困难的。不过，以色列魏兹曼科学研究院的研究人员可能已经找到了一种方法。这项研究的通讯作者雅各布-汉纳（JacobHanna）说："戏剧性的时刻在第一个月；怀孕的其余八个月主要是大量的生长。但第一个月在很大程度上仍是一个黑箱。我们的干细胞衍生人类胚胎模型为窥探这个黑箱提供了一种合乎道德且容易获得的方法。它密切模仿了真实人类胚胎的发育过程，尤其是其精致细腻的结构的出现。"研究人员借鉴了之前仅用干细胞制作合成小鼠胚胎模型的经验。与之前的研究一样，他们从多能干细胞开始，这种干细胞有能力分化成许多细胞类型，但不是所有。但研究人员对多能干细胞进行了重新编程，使其恢复到更早的状态，即所谓的天真状态，使其能够分化成任何类型的细胞。他们将幼稚多能干细胞分为三组。准备发育成胚胎的细胞保持原样。另外两组中的细胞只用化学物质处理--即基因未修改--开启某些基因，目的是使它们分化成维持胚胎所需的三种组织类型之一。混合后不久，细胞就聚集在一起，其中约1%的细胞自我组织成完整的胚胎状结构。汉娜说："根据定义，胚胎是自我驱动的；我们不需要告诉它该做什么--我们只需释放其内部编码的潜能。一开始就混合正确类型的细胞至关重要，而这些细胞只能来自没有发育限制的天真干细胞。一旦做到这一点，胚胎样模型本身就会说，'开始！'"。胚胎样结构在子宫外正常发育了8天，达到了相当于人类胚胎发育第14天的发育阶段，也就是自然胚胎获得结构、开始发育身体器官的阶段。研究人员发现，他们的胚胎模型在结构上与旧教科书中的天然人类胚胎相似。他们甚至还观察到了制造人绒毛膜促性腺激素（hCG）的细胞，这种激素用于妊娠测试，而且非常活跃。将这些细胞的分泌物用于家庭妊娠测试，结果呈阳性。"许多妊娠失败都发生在最初几周，往往是在妇女知道自己怀孕之前。这也是许多出生缺陷的起因，尽管它们往往在很晚的时候才被发现。我们的模型可以用来揭示确保这一早期阶段正常发育的生化和机械信号，以及这种发育可能出错的方式。他们的研究已经为未来的研究开辟了一个新方向。研究人员发现，如果胚胎在第三天（相当于自然胚胎发育的第10天）没有被胎盘形成细胞正确包裹，其内部结构就无法正常发育。"胚胎不是一成不变的，"汉娜说。"它必须在正确的组织中拥有正确的细胞，而且必须能够不断进步--这是关于存在和成为。我们的完整胚胎模型将帮助研究人员解决决定胚胎正常生长的最基本问题。"研究人员说，他们的胚胎模型可以揭示出生缺陷和不孕症类型的原因，还能带来培育移植组织和器官的新技术。它还可以提供一种不需要活胚胎的实验方法，例如确定药物对发育的影响。这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1382241.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1382241.htm

人造胚胎竟成功培育出大脑和心脏！Nature还没排版就急忙发表

人造胚胎竟成功培育出大脑和心脏！Nature还没排版就急忙发表人造胚胎，竟发育出完整的大脑结构和心脏？！经过十多年的研究，来自剑桥大学和加州理工学院的科学家们真的做到了。其研究成果登上了最新的Nature。原标题：人造胚胎竟成功培育出大脑和心脏！Nature还没排版就急忙发表，研究人员：下一步人类胚胎模型（为了尽早被更多学者看到，Nature甚至还没来得及排版编辑，就直接把预印本给搬上来了。）研究人员表示，这次主要进展在于产生整个大脑的能力，尤其是前部区域，这一直是合成胚胎发育的“圣杯”。来康康这是一项什么样的研究。人造胚胎发育出心脏和大脑胚胎干细胞，在学界被认为是万能细胞。因为它可以在体外进行哺乳动物胚胎中发生的许多阶段。但实际上，想要这种干细胞的发育潜力大大拓展，还需要其他干细胞来支持，与胚胎干细胞进行相互作用。即早期发育过程中的三种胚胎外干细胞：滋养层干细胞（TSC）、胚胎外内胚层干细胞(XEN)和诱导型XEN细胞(iXEN)。科学家们在实验室中将胚胎干细胞跟TSC、iXEN按比例组装成衍生胚胎模型。通过诱导一组特定基因表达，研究人员让这些干细胞彼此“交谈”。这种路径的思考，实际上与人类胚胎发育过程有关。以往的研究表明，人类胚胎要成功发育，就需要早期胚胎组织与对外连接的组织（将胚胎与母亲连接起来的组织）之间进行“对话”。在受精后第一周，三种类型干细胞发育：一种最终分化为身体组织，另外两种则继续支持胚胎发育。一种为胚外干细胞将成为胎盘，将胎儿与母亲连接起来，并提供氧气和营养。另一个将成为卵黄囊，胚胎在那里生长，并在早期发育过程中从中获取营养。基于这样的背景，研究人员构建了一个小鼠胚胎模型。整个发育过程是在启动血岛发育的胚胎外卵黄囊内发育的。结果在发育的第8.5天，胚胎模型显示出明的前脑和中脑区域的头部褶皱。除此之外，还有一个跳动的心脏状结构，一个由神经管和体节组成的躯干，一个含有神经中胚层祖细胞的尾芽，一个肠管和原始生殖细胞。这一研究结果，证明了胚胎和两种类型的胚胎外干细胞的自组织能力——通过原肠胚和早期器官形成，重建哺乳动物的发育能力。进一步的，他们还研究了这种人造胚胎的基因表达模式，发现与天然胚胎非常相似。团队数十年研究这一研究来自剑桥大学、加州理工学院、华盛顿大学等机构的研究人员合著完成。研究人员表示，这为实验模型中研究神经发育机制开辟了新的可能性。而且虽然现在是在小鼠模型中进行，他们还正在开发一个类似于人类胚胎的发育模型，以了解关键过程背后的机制。如果在将时间轴拉长，这一方法将可以用来指导合成器官的发展。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1309091.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1309091.htm

小鼠胚胎首次在太空中成功培育

小鼠胚胎首次在太空中成功培育这些胚胎来自具有这种黑毛表型的实验室小鼠。目前还不知道谁将开发国际空间站猫胚胎，以控制未来的太空鼠患问题。2021年8月29日，来自山梨大学、日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和政府资助的研究机构Riken的研究小组搭乘SpaceXCRS-23飞船，将720枚冷冻的双细胞小鼠胚胎送入太空。作为名为"太空胚胎"项目的一部分，科学家们还设计了一种装置，让宇航员可以轻松处理这些珍贵的科学货物，并在国际空间站（ISS）上解冻和培养。执行国际空间站长期任务的宇航员星出明彦在9月初处理了实验阶段的工作，在几种不同的重力条件下准备胚胎，几天后将胚胎运回地球进行测试。实验在国际空间站上的研究实验室进行在实验室里，日本团队高兴地看到，胚胎经历了早期胚胎发育的正常分裂，形成了具有内细胞团（ICM）和滋养外胚层（TE）的囊胚。随着胚胎的发育，ICM最终将形成胎儿，而TE将形成胎盘。由于在胚胎发育的这一关键早期阶段，ICM聚集在囊胚腔的一个位置，科学家们担心缺乏重力的环境可能会对这些微小的生物自然过程产生有害影响。最令人高兴的是，在微重力（也称零重力）环境下培养的胚胎与在人工重力环境下培养的胚胎发育得同样"正常"。由山梨大学教授若山照彦（TeruhikoWakayama）领导的研究小组在一份声明中指出："在微重力条件下培养的胚胎发育[正常]。"虽然科学家们曾经在微重力空间孵化过蝾螈和鳉鱼，但由于在这种环境下繁殖涉及许多困难，因此有关哺乳动物繁殖的研究很少。除了正常过程外，实验室还确定囊胚内的DNA和基因状态没有发生重大变化。研究小组补充说："今后，有必要将在国际空间站微重力环境下培养的胚泡移植到小鼠体内，以观察小鼠是否能够生育。"该研究发表在《iScience》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1393177.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1393177.htm

生物学家创造出一种新型人类细胞 有助于研究早期胚胎发育

生物学家创造出一种新型人类细胞有助于研究早期胚胎发育鲁汶大学的VincentPasque教授和他的同事在实验室里利用干细胞创造了一种新型的人类细胞。这种新细胞密切反映了早期人类胚胎中的自然对应物。因此，科学家们能够更好地了解胚胎植入子宫后的情况。研究结果最近发表在《细胞干细胞》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1322977.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1322977.htm

英美团队称创造出全球首个合成人类胚胎模型 无需精子和卵子

英美团队称创造出全球首个合成人类胚胎模型无需精子和卵子据介绍，这些合成人类胚胎模型与人类早期发育阶段的胚胎相似，没有心脏和大脑的雏形，但包括继续形成胎盘、卵黄囊和胚胎本身的细胞。然而也必须注意到的是，这项工作成果也引发了严重的道德和法律问题，因为实验室培养的合成人类胚胎并不在英国以及其他大多数国家的现行法律管辖范围内。没有参与这项研究的科学家就表达了他们对这项技术的担忧，其中有人还称这项技术“令人不寒而栗”。目前，Zernicka-Goetz教授团队的最新研究细节尚未发表在期刊论文上。但在周三会议上发言时，她描述了将胚胎培养到“相当于自然胚胎发育14天以上的阶段”。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365615.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365615.htm

科学家从干细胞中创造出类似人类胚胎的模型

科学家从干细胞中创造出类似人类胚胎的模型但这一关键时期在很大程度上仍未被科学家和医生研究，因为胚胎仍然太小，无法在活体患者身上观察。接受试管婴儿的病人的捐赠可用于研究，但供应有限，而且要遵守严格的伦理法规。现在，剑桥大学和加州理工学院的科学家们已经开发出了新的人类胚胎3D模型，该模型由干细胞培育而成，以一种可以在实验室中轻松研究的方式模拟了第9天和第14天之间的发育。这个窗口以前只能在动物细胞中研究。图为由干细胞培育出的人类胚胎样模型在发育的第四天。该研究的主要作者MagdalenaZernicka-Goetz教授说："我们的人类胚胎样模型完全由人类干细胞创建，使我们能够在通常情况下由于小胚胎植入母亲的子宫而被隐藏的阶段看到发育结构。这一令人兴奋的发展使我们能够在一个模型系统中操纵基因以了解它们的发育作用。这将让我们测试特定因素的功能，这在自然胚胎中很难做到"。这些模型包含制造人类胚胎所需的大部分细胞，包括最终将形成自己的精子或卵子的生殖细胞的前体。它们还包含支持胚胎的细胞，包括那些继续形成胎盘、卵黄囊和羊膜囊的细胞。然而，出于道德原因，这些模型被制成缺少大脑和心脏跳动的细胞，因此它们不能发育到14天以上。这是为了遵守目前在实验室中培养人类胚胎的法律限制。这一里程碑是Zernicka-Goetz和她的团队十年来逐步改进小鼠胚胎模型的工作成果。其他研究人员，包括来自以色列魏茨曼科学研究所的一个团队，也将小鼠胚胎模型推到了心脏细胞跳动的程度。多个团队在这一领域的工作不断增加，可能有助于提高寻求受孕的夫妇的存活率，更好地治疗遗传疾病，以及用于移植的实验室培育的器官。这项新研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1367837.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1367837.htm