研讨者在广州助孕供卵发育的前期阶段，即广州助孕供卵从中空球体重组为多层结构的胚胎化历程（gastrulation），遇到了一项应战。因为生物道德的重视，人类胚胎一般不会培育超越14天，可是胚胎化历程却产生在受精后的17至21天。此外，现有模仿胚胎化历程的干细胞模型未能包含构成卵黄囊和胎盘的必要的附加胚胎安排。可是，现在，研讨者在《细胞》杂志的一篇文章中报导了一种新办法，成功生成了包含从前模型中缺失的卵黄囊的胚胎样结构，即“围胚胎化囊胚”（peri-gastruloid）。

"尽管咱们现已从初期人类多能干细胞（primed human pluripotent stem cell）中开宣布非一体化的人类胚胎化和前期器官构成模型，但这些模型缺少在胚胎摆放和形状生成中发挥重要作用的附加胚胎细胞，" 文章的通讯作者，来自德克萨斯大学西南医学中心的干细胞生物学家吴俊（Jun Wu）博士说道。"胚胎和附加胚胎安排的一起存在，使得研讨者可以研讨在胚胎化历程中胚盘（epiblast）、羊膜（amnion）和卵黄囊之间的相互作用，这是咱们曾经无法在人类中完成的。”

研讨者使用了扩增的多能干细胞（expanded pluripotent stem cell, EPSC）的办法，而不是更常用的初期多能干细胞。这些细胞现已被证明能在小鼠平分化为胚胎和附加胚胎安排。经过给人类的EPSC增加适宜的生长因子，他们分化出这两种类型的安排。然后，这些细胞自我安排成相似人类胚胎的结构，研讨者将这些结构称为“围胚胎化囊胚”。

附加胚胎安排释放出辅导胚胎发育的化学信号，这使得这些围胚胎化囊胚可以模仿被以为是胚胎发育黑箱期的几个重要历程。围胚胎化囊胚发育出胚胎日子的羊水腔，和为胚胎供给血液供给的卵黄囊腔。此外，围胚胎化囊胚表现出前期的器官生成痕迹，例如神经管构成，这标志着中枢神经系统发育的开端。

研讨团队陈述称他们的办法高效且可重复。在他们所以为的小规模实验中，他们成功生成了数百个围胚胎化囊胚。"这个模型的力气源于其使用人类EPSC的明显自我安排能力，而简直不须要外部干涉，" 吴博士说。

团队指出，因为扫除了生成胎盘的滋养层细胞（trophoblast），围胚胎化囊胚是无法存活的，这有助于缓和这项研讨的道德问题。这个项目遵从了世界干细胞研讨的原则，并得到了德克萨斯大学西南医学中心干细胞监督委员会的同意。

现已产生了仿制人类原肠胚构成的体外干细胞模型，但它们缺少胚胎发育、形状产生和模式化所需的必需胚胎外细胞。本研讨描绘了一种强壮而有用的办法，该办法促进人类扩展的多能干细胞自我安排成胚胎样结构，称为原肠周围结构，包含胚胎（外胚层）和胚胎外（胚层）安排。尽管原肠胚周围因为扫除滋养层而无法存活，但它们归纳了人类原肠胚构成周围发育的要害阶段，例如构成羊膜和卵黄囊腔，发育双层和三层胚胎盘，指定原始生殖细胞，发动原肠胚构成，以及阅历前期神经构成和器官产生。单细胞RNA测序提醒了人类和非人类灵长类动物中发现的晚期人原原肠胚周围细胞和原代原代原体周围细胞类型之间的转录组相似性。这种原肠周围渠道答应在原肠胚构成之外进行进一步探究，并可能有助于开发用于再生医学的人类胎儿安排。

Reference:

Lizhong Liu, Seiya Oura, Zachary Markham, James N. Hamilton, Robin M. Skory, Leijie Li, Masahiro Sakurai, Lei Wang, Carlos A. Pinzon-Arteaga, Nicolas Plachta, Gary C. Hon, Jun Wu. Modeling post-implantation stages of human development into early organogenesis with stem-cell-derived peri-gastruloids. Cell, 2023