近日，中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員劉真、孫強(qiáng)與清華大學(xué)助理教授周帆等合作，首次報告從猴子胚胎干細(xì)胞中創(chuàng)造出胚胎樣結(jié)構(gòu)。研究人員將這些胚胎樣結(jié)構(gòu)移植到母猴的子宮中，并確定這些結(jié)構(gòu)能夠植入并引起類似于懷孕的激素反應(yīng)。相關(guān)研究近日發(fā)表于《細(xì)胞-干細(xì)胞》。

“人類胚胎發(fā)生和器官發(fā)生的分子機(jī)制在很大程度上尚不清楚?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡邉⒄嬲f，“因為猴子在進(jìn)化上與人類密切相關(guān)，所以我們希望針對這些模型的研究能加深對人類胚胎發(fā)育的理解，包括闡明早期流產(chǎn)的一些原因?！?/p>

研究人員將獼猴胚胎干細(xì)胞暴露在細(xì)胞培養(yǎng)皿的生長因子中，誘導(dǎo)其形成胚胎樣結(jié)構(gòu)，這是首次使用非人靈長類細(xì)胞形成胚胎樣結(jié)構(gòu)。論文共同通訊作者孫強(qiáng)表示，這項研究創(chuàng)造了一種可以無限誘導(dǎo)和培養(yǎng)的胚胎樣系統(tǒng)，為后續(xù)探索靈長類胚胎和生殖醫(yī)學(xué)健康提供了新的工具和視角。

經(jīng)過體外長時間培養(yǎng)，類囊胚發(fā)育出類似原腸胚的形態(tài)結(jié)構(gòu)。

當(dāng)利用顯微鏡研究時，課題組發(fā)現(xiàn)囊胚樣結(jié)構(gòu)具有與自然囊胚相似的形態(tài)。隨著在體外進(jìn)一步發(fā)育，它們形成了看起來像羊膜和卵黃囊的排列結(jié)構(gòu)。芽母細(xì)胞也開始變成最終構(gòu)成身體三胚層的細(xì)胞類型。單細(xì)胞RNA測序顯示，在這些結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)的不同類型細(xì)胞，具有與自然囊胚或植入后胚胎中發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞相似的基因表達(dá)模式。

然后，研究人員將這些囊胚樣結(jié)構(gòu)移植到8只母猴的子宮中，其中3例移植成功。這種植入導(dǎo)致母猴身體釋放孕酮和絨毛膜促性腺激素，這些激素通常與懷孕有關(guān)。這些囊胚樣結(jié)構(gòu)還形成了妊娠早期囊胚——在妊娠早期發(fā)育的充滿液體的結(jié)構(gòu)，以包裹胚胎和羊水。然而，它們并沒有形成胎兒，大約一周后這些結(jié)構(gòu)就消失了。

未來，研究人員計劃將重點(diǎn)放在進(jìn)一步開發(fā)從猴子細(xì)胞培養(yǎng)胚胎樣結(jié)構(gòu)上?！斑@將為我們未來的研究提供一個有用的模型?！闭撐墓餐ㄓ嵶髡咧芊f，“猴胚細(xì)胞的進(jìn)一步應(yīng)用有助于深入研究靈長類動物胚胎發(fā)育的分子機(jī)制?！?/p>

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.03.009

（原標(biāo)題《科學(xué)家首次從猴子干細(xì)胞中創(chuàng)造出胚胎樣結(jié)構(gòu)》）