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以色列魏茨曼科學(xué)研究所的研究人員的這項新研究，建立在該團隊先前研究的兩個分支上。第一個分支涉及將干細胞重新編程為“初始”狀態(tài)，使它們能夠分化為所有其他細胞，包括其他干細胞。另一項工作的重點是開發(fā)一種可以在子宮外更有效地培育胚胎的設(shè)備。

通過結(jié)合這兩種技術(shù)，該團隊現(xiàn)在已經(jīng)培育出一些迄今為止最先進的合成小鼠胚胎。他們從幼稚的小鼠干細胞開始，這些干細胞之前已經(jīng)在培養(yǎng)皿中培養(yǎng)了好幾年了。這些細胞被分成三組，在胚胎發(fā)育中發(fā)揮關(guān)鍵作用。

一組包含將發(fā)展成胚胎器官的細胞。另外兩組用胚胎外組織的主調(diào)控基因處理--一組是胎盤，另一組是卵黃囊。這三種類型的細胞隨后在人工子宮中混合在一起，人工子宮仔細控制壓力和氧氣交換，并輕輕移動燒杯以模擬自然營養(yǎng)流。

一旦進入其中，三種類型的細胞就會聚集在一起，形成聚合體，有可能發(fā)展成類似胚胎的結(jié)構(gòu)。正如可以預(yù)料的那樣，絕大多數(shù)在這個階段失敗了，只有0.5%成功地進一步發(fā)展。

這些“幸運兒”開始形成細胞球，并最終拉長了類似于自然胚胎的結(jié)構(gòu)，并配有胎盤和卵黃囊。它們被允許發(fā)育超過8天，這幾乎是小鼠妊娠期的一半，到那時它們已經(jīng)形成了所有器官的早期祖先。這包括一個跳動的心臟，血液干細胞循環(huán)，一個形狀良好的大腦，一個腸道和脊柱的雛形。

經(jīng)過仔細檢查，研究小組發(fā)現(xiàn)，這些合成胚胎的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀和基因表達模式與自然胚胎的匹配度在95%以內(nèi)。它們的器官似乎也是有功能的。

該團隊表示，這項技術(shù)可以幫助減少對活體動物測試的需求，并最終成為移植用組織和器官的豐富來源。

“胚胎是最好的器官制造機器，也是最好的3D生物打印機--我們試圖模仿它的工作，”該研究的首席研究員Jacob Hanna教授說。“我們不需要為每種細胞類型的生長制定不同的方案--例如，腎臟或肝臟的細胞--我們有一天可能會創(chuàng)造一個類似于合成胚胎的模型，然后分離出我們需要的細胞。我們將不需要向新興器官規(guī)定它們必須如何發(fā)展。胚胎本身在這方面做得最好?！?/p>

這項研究發(fā)表在《細胞》雜志上。