科技日报记者 张梦然
20日发表在《细胞》杂志上的一项研究中，美国得克萨斯大学西南医学中心研究人员报告了一种开发“类原肠胚”的新方法，其中包括一个重要组织——卵黄囊，这是以前模型中所缺少的。
原肠胚形成是胚胎将自身从空心球体重组为多层结构的过程，被认为是人类发育研究的“黑匣子”。这是因为出于生物伦理考虑，人类胚胎模型的培养时间通常不会超过14天，而原肠胚形成发生在受精后17至21天之间。此外，目前模拟原肠胚形成的干细胞模型还无法包含产生卵黄囊和胎盘所必需的胚胎外组织。
人类原肠胚形成和早期器官模型，是从引发的人类多能干细胞中开发出来的，但此次新方法没有通过更常用的引发多能干细胞，而是使用扩增多能干细胞（EPSC）。此前已证明这些细胞可在小鼠体内分化为胚胎组织和胚胎外组织。通过向人类EPSC添加适当的生长因子，它们分化成这两类组织。然后，这些细胞自我组织成类似于人类胚胎的结构，研究人员将其称为“类原肠胚”。
胚胎外组织会释放引导胚胎发育的化学信号，这使得类原肠胚能够模仿“黑匣子发育期”重要过程。类原肠胚周围发育出了为胚胎提供血液供应的卵黄囊腔，周围细胞还显示出器官发生的早期迹象，例如神经形成，这标志着中枢神经系统发育的开始。
研究团队称这一方法高效且可重复。在小规模试验中，他们能够产生数百个类原肠胚细胞。
类原肠胚排除了产生胎盘的滋养层细胞，有助于缓解这项研究的伦理问题。该项目遵循国际干细胞研究指南，并得到了得克萨斯大学西南医学中心干细胞监督委员会的批准。
尽管可能很少听到这个名字，但原肠胚形成其实是人类发育早期阶段的一个决定性时刻。这个过程从受精后14天左右开始，持续一周左右。科学界目前对原肠胚形成的理解基本局限于实验模型，无法直接对其开展研究，因为这个阶段的人类胚胎很难获得，部分原因是国际指南将培养人类胚胎的时限控制在受精后的14天内。此次研究的意义正在于此：其不但能帮助人类进一步了解所谓的“黑匣子发育期”，还突破了以往的限制。