科学家首次通过早期植入阶段开发人类胚胎
一种新的技术,允许胚胎在植入阶段(当胚胎通常植入子宫时)由剑桥大学的科学家开发的胚胎(当胚胎通常植入子宫时),使他们能够分析人类胚胎发展的第一次关键阶段施肥后13天。该技术可以开辟旨在帮助提高IVF成功机会的新途径。
一旦鸡蛋被精子受精,它会分开几次以产生一个小的自由漂浮的球干细胞。在第三天左右,这些干细胞聚集在胚胎的一边;这一阶段被称为囊胚。囊胚细胞由三个类型:细胞发展成未来的身体(形成的外胚层),细胞发展成胎盘和允许胚胎附着在子宫里,和细胞形成的原始内胚层将确保胎儿器官发育不全和将提供必需营养素。
这种预植入时期 - 所谓的胚泡尚未植入子宫 - 已被广泛研究人类胚胎使用体外培养方法。但是,在第七天发展尽管英国法律允许胚胎在实验室中进行长达14天的研究,但人类胚胎必须被植入母亲的子宫中才能存活和进一步发展。
胚胎对植入的失败是早期妊娠丧失的主要原因,但在该阶段在人胚胎中发生的细胞和分子变化仍然未知。这是因为在子宫内开发胚胎的胚胎,直到现在七天,直到现在在第七天之后,在实验室中没有任何系统。
今天,并行论文自然和自然细胞生物学美国的两个国际研究小组报告了一项新技术的进展,该技术使他们可以在母亲体外培养人类胚胎,再培养六天,直到发育的第13天。这项研究建立在剑桥大学Magdalena Zernicka-Goetz教授的小鼠研究的基础上,并得到了维康信托基金的资助。
利用这项技术,研究人员已经证明,如果有合适的培养条件,可以在实验室里实现胚胎植入后早期发育过程中的正常重组。
Zernicka-Goetz教授领导了英国的这项研究,同时也是这两项研究的作者,他说:“植入是人类发展的一个里程碑,因为从这个阶段开始,胚胎才真正开始成形,整个身体的形状才被决定。”这也是怀孕的一个阶段,很多发育缺陷可以在这个阶段获得。但到目前为止,还不可能在人类胚胎中研究这一点。这项新技术为我们提供了一个独特的机会,让我们更深入地了解自己在这些关键阶段的发展,并帮助我们了解会发生什么,比如流产。”
“胚胎发展是一个极其复杂的过程,而我们的系统可能无法完全重现这种过程的每个方面,它使我们允许我们揭示了以前未知的人类胚泡的显着自组织能力,”玛塔沙巴博士博士说剑桥大学的研究中的一家合作之一。
研究人员建立了一种用于人类胚胎的体外培养的系统,并使用这种技术,随后将胚胎的发展延伸到开发的第13天。在“植入”之后立即,包含胚泡的三种细胞类型重新组织成新配置。
“切片中的干细胞将形成未来的身体具有显着的自我组织能力,并产生代表早期植入后人类胚胎的基本结构的腔体,”Zernicka-Goetz教授说。“没有这种腔,胚胎是不可能进一步发展的,因为它是未来发展的基础。它也是我们可以使用人类学习的机制胚胎干细胞。"
此腔体预先通过称为细胞凋亡或编程的细胞死亡的过程出现,但使用人的胚胎干细胞模型,研究人员能够表明人类胚胎中的腔体形成不需要细胞死亡。
Zernicka-Goetz教授说:“这一过程与我们最近在小鼠胚胎中观察到的类似,尽管这些不同哺乳动物的植入后胚胎的结构存在显著差异。”“这表明,这可能是一个在许多物种中都存在的基本过程。”
Simon Fishel博士,创始人和护理生育群体总裁们补充说:“这大概是只好了解植入胚胎发育的生物学。对这些过程的知识可以帮助提高IVF成功的机会,其中只有一个人四次尝试是成功的。“
这项研究多亏了那些接受过体外受精并决定捐赠的夫妇盈余胚胎提高我们对植入后人类发育早期阶段的理解。这项研究得到了英国人类受精和胚胎管理局的许可。
进一步探索
Deglincerti,A等。对体外的人胚胎的自我组织。自然;2016年5月4日。DOI:10.1038 / Nature17948
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