利用人胚胎干細胞構建的胚狀體揭示BMP4破壞胚胎對稱性

　　一項新的研究中，來自美國洛克菲勒大學的研究人員利用人胚胎干細胞（ESC）在實驗室中構建出早期人類胚胎模型，并且這種模型要比之前任何實驗室構建的胚胎模型都要復雜。他們還發現蛋白BMP4的使用破壞這些胚胎模型（稱為胚狀體）的對稱性，或者說從圓球體變為一種具有前端和后端的結構。令人吃驚的是，這能夠發生在含有BMP4但沒有母體因子或胚胎外組織的胚狀體（embryoid）中。相關研究結果發表在2019年7月的Nature Cell Biology，論文標題為“A 3D model of a human epiblast reveals BMP4-driven symmetry breaking”。

圖片來自洛克菲勒大學干細胞生物學與分子胚胎學實驗室

　　論文共同通訊作者、洛克菲勒大學干細胞研究員Ali Brivanlou表示，“這種對稱性破壞過程是發育生物學的一個重要圣杯。我真地覺得我在研究我們自己存在的最神秘的方面之一。”

　　這些研究人員將分離的人胚胎干細胞置于含有水凝膠和胞外基質樣支架的培養皿中，發現它們將自我組裝成與10天大的人類胚胎（即所謂的上胚層階段）相當的球體，即胚狀體。當他們添加BMP4時，這些胚狀體出現了前后極性，包括類似原始條紋的跡象，從而在胚胎中建立了中線。

　　根據干細胞研究人員遵循的現行倫理準則，對實際人類胚胎的研究只能持續14天。美國哈佛醫學院院長、干細胞科學家George Daley（未參與這項新的研究）表示，這項研究“肯定會暗示科學正在向這一規則發起挑戰”，并補充道，基于這些發現，干細胞科學家將不得不改寫他們的指導方針。

　　美國凱斯西儲大學生物倫理學家Insoo Hyun（未參與這項新的研究）對此評論道，“隨著胚胎模型變得更加完整，并且向我們展示受精后人體如何發育，人們可能會開始想知道：這些模型在什么時候才能真正成為真實的東西？”

　　這些研究人員計劃利用這些胚狀體構建更復雜的胚胎發育模型。