日前，研究人员已成功诱导干细胞，使其发育成充满液体的羊膜囊。这种模型囊体直径约2厘米，相当于4周胚胎周围羊膜囊的实际尺寸，可用于研究早期妊娠。
羊膜囊保护发育中的胚胎。科学家已制造出先进模型囊体。图片来源：Lennart Nilsson, TT/SPL
羊膜是一层透明薄膜，它能形成充满液体的囊体，保护发育中的胚胎。但研究人员难以在妊娠早期获取和研究该组织。干细胞模型为研究胚胎早期发育提供了途径，但科学家首先需要在实验室重现子宫内的生长环境。近日发表于《细胞》的最新研究展示了迄今最先进的羊膜囊模型。
“这是一项出色的研究，其主要优势在于规模大且可重复生产。”加拿大多伦多病童医院的发育与干细胞生物学家Janet Rossant评价该模型时表示。
为创建该模型，英国弗朗西斯·克里克研究所的干细胞生物学家Borzo Gharibi连续两天分别使用两种信号分子刺激胚胎干细胞，随后将这些细胞置于培养基中。一段时间后，细胞逐渐形成微型充液囊体，经过3个月发育，囊体直径已扩展至约2厘米。“这些细胞的自组织特性令人惊叹。”论文合著者、弗朗西斯·克里克研究所的干细胞生物学家Silvia Santos表示。
经过细致观察，研究人员发现，这些细胞模拟了4周龄人类羊膜囊的特征——细胞形成双层膜结构并充满液体，类似卵黄囊的构造附着于羊膜囊两周后消失。卵黄囊是为胚胎提供营养的结构。
该羊膜囊体积足够大，可供研究团队提取并分析其富含蛋白质和代谢物的液体成分，这些物质对胎儿健康发育至关重要。其成分也与妊娠后期人类羊水中的物质相似。
但Rossant指出，由于该模型反映的是更早期阶段，尚不明确其模拟羊膜后期发育的准确程度。要研究因羊膜损伤导致的严重并发症——可引发早期妊娠终止，需要能模拟后期羊膜发育阶段的模型，此类并发症通常发生于该时期。
研究人员计划培育更大尺寸的囊体，并在液体中放置模拟发育胚胎的胚胎细胞以研究结构间相互作用。Rossant强调，这对于获取相关科学发现至关重要。“羊膜的重要性体现在其与胚胎本身的关联中。作为一个独立存在的羊膜囊，其科学价值有限。”
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