世界首次：人类胚胎模型在实验室中长出自身器官

# 世界首次：人类胚胎模型在实验室中自行长出器官 来源: https://newatlas.com/biology/first-ever-human-embryo-lab-organs 中国研究人员朝着培育可移植器官的未来迈出了重要一步，他们首次成功构建出能够支持并生长*体外*培养所需种子细胞的胚胎盘模型。此举也是再生医学领域的一次巨大飞跃。 这听起来也许像科幻小说，但研究人员多年来一直在努力解决这一难题 (https://www.ucsf.edu/news/2024/12/429211/scientists-take-first-steps-toward-growing-organs-scratch)；干细胞在人工器官发育所需的复杂调控方式下难以控制，这仅仅是该生物技术面临的众多障碍之一。 除了科学层面的难题，伦理问题自然也是一道坎。国际准则禁止对人受精后超过14天的胚胎进行培养——而原肠作用恰好发生在这个时间点。 原肠作用 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK554394/) 是哺乳动物（以及其他动物）早期发育中一个至关重要的阶段。在此阶段，胚胎从单层的上皮细胞转化为多层、多维的结构，称为原肠胚。最终形成一个由内胚层、中胚层和外胚层组织构成的三层生物体。 “原肠作用是身体基本架构确立的时刻，胚胎从一个扁平圆盘转变为三维结构，”该研究的通讯作者、中国科学院动物研究所教授Yu Leqian表示。 **研究可视化示意图** **研究可视化示意图** China Daily 本质上，这一转变标志着我们的细胞为器官形成做好了前体细胞的准备，这是人类发育中最关键的事件之一。 正因如此，实验室培养的胚胎模型成为我们研究这一发育窗口（约在14至21天之间）的唯一途径。但到目前为止，胚胎模型还无法复制自然过程。原肠作用一直被称作胚胎学的“黑箱” (https://www.nature.com/articles/d41586-021-03381-x) 是有原因的。 Yu指出，以往的人类胚胎模型只能生成某些细胞类型，并且无法产生“原条”——那条引导胚胎进入这一发育阶段的沟槽。因此，细胞会随机且不可控地发育，偏离任何与人类发育相似的过程。 尽管不完全相同，但指导实验室培养的 多能细胞 (https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.1701679) 像自然界那样有序排列的困难，同样也是神经科学研究以及我们正确解析大脑功能努力中所面临的挑战。 在这项新研究中，研究团队转向了 空间生物学 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42121845/)，这是一个新兴的科学领域，利用精确定位——在这里是对早期人类细胞进行精确定位——来最精确地复刻自然过程。 由此，器官种子细胞得以生长。 最终，科学家们创建了胚胎模型——他们称之为“盘状类原肠胚”——这些模型能够进入原肠作用阶段并形成类似原条的结构。这是其他任何实验室模型都未曾实现过的。 由于实现了这一关键发育阶段，科学家们观察到细胞在圆盘表面迁移——这同样是人类胚胎生长过程中出现的现象。 在该研究中，超过80%的生物工程模型成功复制了这些发育过程。科学家们还观察到他们的盘状类原肠胚发育出了神经管、带有肺、肝和胰腺祖细胞的原始肠道，以及一个能够自主节律性收缩的原始心腔。 进一步的单细胞分析证实，这些模型在细胞组成上与21天的人类胚胎高度相似。 “这项研究为最终目标——大规模、模块化地在体外生产器官种子细胞，以支持器官制造和再生医学——奠定了基础。未来可能实现组织修复，甚至是在实验室中构建器官。”Yu解释道。 虽然我们距离从实验室胚胎中培育出可移植的人类器官还有相当长的路，但这项研究有可能缩短这一时间线。同时也为其他科学家提供了在实验室中构建自身胚胎模型的关键信息。 该研究发表在期刊 *Cell* (https://www.cell.com/cell/abstract/S0092-8674(26)00645-8) 上。 来源: 中国科学院动物研究所 (http://english.ioz.cas.cn/) 及 *中国日报* (https://www.chinadaily.com.cn/a/202606/25/WS6a3ca15ca310986e2b461dc7.html)