近日來自英國劍橋大學的威康基金會英國格登癌癥研究所和諾丁漢大學的研究人員成功構(gòu)建了一種酷似哺乳動物子宮軟組織的軟聚合體碗狀裝置。利用這一裝置科學家們首次實現(xiàn)了體外培養(yǎng)小鼠胚胎，并對早期胚胎發(fā)育的關(guān)鍵階段進行了實時觀測。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上。

諾丁漢大學組織工程學教授Kevin Shakesheff說：“利用獨特的材料和技術(shù)，我們的研究同仁們獲得了前所未有的認識，了解胚胎發(fā)育關(guān)鍵階段難以置信的細胞行為。我們希望這項研究將幫助解開更多的秘密，以改善醫(yī)學再生治療，為提高IVF提供開啟更多的機遇。此外，我們還希望在未來開發(fā)出更多的技術(shù)幫助發(fā)育生物學家們了解我們的組織形成的機制。”

過去科學家們僅能夠?qū)κ芫堰M行4天培養(yǎng)，使其從單細胞生長為胚泡。因此科學家們對于4天后胚泡植入到子宮內(nèi)膜細胞水平上發(fā)生的事件所知有限。只能采用發(fā)育的不同階段從活體子宮中分離出胚胎進行拍照的方法來展開研究。

現(xiàn)在有了這種新型的培養(yǎng)設備，科學家實現(xiàn)了在受精卵培育4天后繼續(xù)觀察和記錄胚胎發(fā)育的新情況。最為重要的是，他們第一次觀察到了頭部形成的第一步過程。利用這種方法，他們觀測到了發(fā)送胚胎頭部形成位置信號的胚外細胞團。他們發(fā)現(xiàn)那些由胚泡期一個或兩個細胞分化形成的細胞最終會一起團聚在胚胎的某個特定部位，然而再選擇性的遷移至某一位點發(fā)送頭部發(fā)育信號。引導這一遷移的細胞似乎也在后續(xù)的行為中作為先鋒官發(fā)揮了重要的領頭作用。

這項突破性研究是諾丁漢大學研究人員主要研究工作的一部分，他們的研究方向是通過解析胚胎的發(fā)育過程來獲得了解如何修復成人的機體。

Shakesheff教授補充說：“每個閱讀這篇文章的人都是一個單細胞發(fā)育而來。在數(shù)周內(nèi)胚胎形成了所有主要的組織和器官，開始發(fā)揮功能。如果我們能夠利用人體這種驚人的能力實現(xiàn)自我形成，那么我們就有可能找到新的策略來治療當前無法治愈的疾病。例如如果我們能夠重建心肌形成、連接血管和神經(jīng)系統(tǒng)的過程，心臟疾病和缺陷就可以得到扭轉(zhuǎn)。”