原標(biāo)題：人造胚胎竟成功培育出大腦和心臟！Nature還沒排版就急忙發(fā)表，研究人員：下一步人類胚胎模型

（為了盡早被更多學(xué)者看到，Nature甚至還沒來得及排版編輯，就直接把預(yù)印本給搬上來了。）

(相關(guān)資料圖)

研究人員表示，這次主要進(jìn)展在于產(chǎn)生整個大腦的能力，尤其是前部區(qū)域，這一直是合成胚胎發(fā)育的“圣杯”。

來康康這是一項(xiàng)什么樣的研究。

人造胚胎發(fā)育出心臟和大腦

胚胎干細(xì)胞，在學(xué)界被認(rèn)為是萬能細(xì)胞。因?yàn)樗梢栽隗w外進(jìn)行哺乳動物胚胎中發(fā)生的許多階段。

但實(shí)際上，想要這種干細(xì)胞的發(fā)育潛力大大拓展，還需要其他干細(xì)胞來支持，與胚胎干細(xì)胞進(jìn)行相互作用。

即早期發(fā)育過程中的三種胚胎外干細(xì)胞：滋養(yǎng)層干細(xì)胞（TSC）、胚胎外內(nèi)胚層干細(xì)胞 (XEN) 和誘導(dǎo)型XEN 細(xì)胞 (iXEN)。

科學(xué)家們在實(shí)驗(yàn)室中將胚胎干細(xì)胞跟TSC、iXEN按比例組裝成衍生胚胎模型。通過誘導(dǎo)一組特定基因表達(dá)，研究人員讓這些干細(xì)胞彼此“交談”。

這種路徑的思考，實(shí)際上與人類胚胎發(fā)育過程有關(guān)。

以往的研究表明，人類胚胎要成功發(fā)育，就需要早期胚胎組織與對外連接的組織（將胚胎與母親連接起來的組織）之間進(jìn)行“對話”。

在受精后第一周，三種類型干細(xì)胞發(fā)育：一種最終分化為身體組織，另外兩種則繼續(xù)支持胚胎發(fā)育。

一種為胚外干細(xì)胞將成為胎盤，將胎兒與母親連接起來，并提供氧氣和營養(yǎng)。

另一個將成為卵黃囊，胚胎在那里生長，并在早期發(fā)育過程中從中獲取營養(yǎng)。

基于這樣的背景，研究人員構(gòu)建了一個小鼠胚胎模型。整個發(fā)育過程是在啟動血島發(fā)育的胚胎外卵黃囊內(nèi)發(fā)育的。

結(jié)果在發(fā)育的第8.5天，胚胎模型顯示出明的前腦和中腦區(qū)域的頭部褶皺。

除此之外，還有一個跳動的心臟狀結(jié)構(gòu)，一個由神經(jīng)管和體節(jié)組成的軀干，一個含有神經(jīng)中胚層祖細(xì)胞的尾芽，一個腸管和原始生殖細(xì)胞。

這一研究結(jié)果，證明了胚胎和兩種類型的胚胎外干細(xì)胞的自組織能力——通過原腸胚和早期器官形成，重建哺乳動物的發(fā)育能力。

進(jìn)一步的，他們還研究了這種人造胚胎的基因表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)與天然胚胎非常相似。

團(tuán)隊數(shù)十年研究

這一研究來自劍橋大學(xué)、加州理工學(xué)院、華盛頓大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員合著完成。

研究人員表示，這為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭醒芯可窠?jīng)發(fā)育機(jī)制開辟了新的可能性。

而且雖然現(xiàn)在是在小鼠模型中進(jìn)行，他們還正在開發(fā)一個類似于人類胚胎的發(fā)育模型，以了解關(guān)鍵過程背后的機(jī)制。

如果在將時間軸拉長，這一方法將可以用來指導(dǎo)合成器官的發(fā)展。