Nature双重磅,未来或将不用受精也能
在人类胚胎发育过程中，受精卵发育至第3天的胚胎称为卵裂期胚胎，而发育至第5～6天的胚胎称之为囊胚。
处于囊胚阶段的人类胚胎比圆珠笔的笔尖还小，可能只包含不到个细胞。许多流产、一个囊胚分裂出双胞胎都发生在这个阶段，使得科学家对这一发育途径感到困惑。
探索人类胚胎的发育机制，尤其是最早期囊胚的形成与发育过程，是我们解析早期流产、不孕不育和出生缺陷等临床问题的关键途径。
目前，对早期胚胎的研究，主要利用捐赠的试管婴儿胚胎和人类胚胎干细胞，数量少且受伦理道德和法律限制。因此，寻求替代方案，利用体外培养的成体细胞来构建哺乳动物的胚胎模型至关重要。
受精后5天高质量扩增的人类胚泡胚胎荧光显微镜图像.technologynetworks
今年3月17日，Nature发表了两项里程碑式重大突破进展，报告描述了两种在实验室条件下生成的人囊胚样结构，可模拟整体遗传学和结构，包括由表皮样细胞组成的内部细胞团样结构，周围是滋养外胚层样细胞的外层和类似于囊胚的腔，并可在实验室环境中模拟人类早期胚胎的发育和着床过程。为胚胎模型奠定基石。
一项是由美国得克萨斯大学西南医学中心和中国的五邑大学、昆明医科大学等团队的研究人员联合完成，题为Blastocyst-likestructuresgeneratedfromhumanpluripotentstemcells的研究。通讯作者是德克萨斯大学西南医学中心助理教授GaryC.Hon和吴军。
Blastocyst-likestructuresgeneratedfromhumanpluripotentstemcells.doi:10./s---y
该研究团队将人类胚胎干细胞系和诱导性多能干细胞系置于3D培养系统，先用下胚层细胞分化培养基培养，后改为滋养层细胞分化培养基。
数天后获得了囊胚样结构，且在形态结构、细胞种类数量和基因表达上都与真实的人囊胚高度相似，被命名为Blastoid。
并且，从囊胚样结构中分离出的细胞（上胚层细胞、滋养层细胞和下胚层细胞）有进一步地向对应方向分化的干细胞潜能。
体外构建的人类囊胚模型.doi:10./s---y
此外，通过进一步体外模拟子宫植入实验，发现一部分囊胚样结构能粘附在培养皿上发育，其中某些能生成类似于真实囊胚在着床后的羊膜囊腔和卵黄囊腔的结构，以及蛋白激酶C在胚状体腔形成中的信号转导作用。
多个研究小组从人类干细胞中制造出了人类胚胎最早期发育阶段的囊胚模型。德克萨斯大学西南医学中心
另一项为澳大利亚莫那什大学表观遗传学教授JosePolo团队发表的题为ModellinghumanblastocystsbyreprogrammingfibroblastsintoiBlastoids的研究，利用成体细胞重编程技术获得人类胚胎最早期发育阶段的囊胚模型，用于在实验室中为早期人类胚胎的生物学建模。
ModellinghumanblastocystsbyreprogrammingfibroblastsintoiBlastoids.DOI：10./s---y研究团队将人体成纤维细胞放置在一种被称为细胞外基质的3D"果冻"支架中，进行重新编程，形成混合细胞群，其中包含的细胞基因表达谱类似于上胚层细胞、滋养外胚层细胞和下胚层细胞。
在重编程中间体过程中，意外发现这些中间体在聚集时，可以形成空泡细胞结构。
为确定这些结构的真实性质，研究团队进行一系列的分子和功能分析，结果表明，该结构在形态和分子上与人类囊胚相似。由于这些结构是由成纤维细胞重编程获得，Polo等人将它们命名为“iBlastoids”（诱导胚状体）。
体外构建的人类囊胚模型.DOI：10./s---y
具有不同细胞染色的iBlastoids图像。图片来源：莫纳什大学
美国密歇根大学安娜堡分校傅建平等人在Nature同期刊发的观点文章中点评：“这是第一个完整的人类胚胎模型，含有与胎儿及其支持组织的所有初始细胞谱系相关的细胞类型。
”他们认为，利用体外培养的细胞构建哺乳动物胚胎模型技术为探索生命奥秘带来了令人兴奋的机遇。
不过，Polo教授表示，尽管它们是某些生物学方面的绝佳模型，但不应被视为等同于囊胚。
吴军教授也指出，类胚在生成模仿后期人类胚胎的结构方面效率较低。两组研究团队均强调，他们的工作仅用于研究，而不是用于复制和人类繁殖，所制造的结构与天然胚胎不同，目前尚不清楚它们是否可以发育成有生命的胚胎。
事实上，关于胚胎细胞，此前已有相关研究，早在年2月，彼时还是美国索尔克生物研究所研究员的吴军及其合作团队在Cell发表研究，将人类干细胞注入猪胚胎中，首次成功培育出人猪嵌合体胚胎，并在猪体内发育了3到4周时间。
合成人猪嵌合体胚胎InterspeciesChimerismwithMammalianPluripotentStemCells.DOI: