科學家們通過對乾細胞進行編程創建了人類胚胎模型。這些模型讓人們看到了發育的一個關鍵階段，可以揭示出對遺傳性疾病和預防早期妊娠失敗的新見解。人類發育的第二周是一個決定性的階段–這是胚胎植入子宮的時候。出生缺陷和遺傳疾病可能開始發作，而且不幸的是，許多懷孕在這個階段失去了。

但這一關鍵時期在很大程度上仍未被科學家和醫生研究，因為胚胎仍然太小，無法在活體患者身上觀察。接受試管嬰兒的病人的捐贈可用於研究，但供應有限，而且要遵守嚴格的倫理法規。

現在，劍橋大學和加州理工學院的科學家們已經開發出了新的人類胚胎3D模型，該模型由幹細胞培育而成，以一種可以在實驗室中輕鬆研究的方式模擬了第9天和第14天之間的發育。這個窗口以前只能在動物細胞中研究。

圖為由幹細胞培育出的人類胚胎樣模型在發育的第四天。

該研究的主要作者Magdalena Zernicka-Goetz教授說：”我們的人類胚胎樣模型完全由人類幹細胞創建，使我們能夠在通常情況下由於小胚胎植入母親的子宮而被隱藏的階段看到發育結構。這一令人興奮的發展使我們能夠在一個模型系統中操縱基因以了解它們的發育作用。這將讓我們測試特定因素的功能，這在自然胚胎中很難做到”。

這些模型包含製造人類胚胎所需的大部分細胞，包括最終將形成自己的精子或卵子的生殖細胞的前體。它們還包含支持胚胎的細胞，包括那些繼續形成胎盤、卵黃囊和羊膜囊的細胞。

然而，出於道德原因，這些模型被製成缺少大腦和心臟跳動的細胞，因此它們不能發育到14天以上。這是為了遵守目前在實驗室中培養人類胚胎的法律限制。

這一里程碑是Zernicka-Goetz和她的團隊十年來逐步改進小鼠胚胎模型的工作成果。其他研究人員，包括來自以色列魏茨曼科學研究所的一個團隊，也將小鼠胚胎模型推到了心臟細胞跳動的程度。

多個團隊在這一領域的工作不斷增加，可能有助於提高尋求受孕的夫婦的存活率，更好地治療遺傳疾病，以及用於移植的實驗室培育的器官。

這項新研究發表在《自然》雜誌上。