研究人員利用幼稚多能幹細胞（PSC）創建了一個胚胎模型，其外觀和行為與自然人類胚胎相似。他們說，這是更好地了解胚胎髮育的一種道德方式，可能為出生缺陷和不孕症的研究開闢新途徑。

受精後8 到10 天，卵子通過輸卵管，鑽入子宮壁，標誌著懷孕的開始（醫學上）。植入後，胚胎繼續生長發育。此時，主要器官和身體系統正在形成，發育中的胚胎很容易出現先天缺陷。

出於倫理和技術原因，研究胚胎以深入了解其複雜的發育過程是非常困難的。不過，以色列魏茲曼科學研究院的研究人員可能已經找到了一種方法。

這項研究的通訊作者雅各布-漢納（Jacob Hanna）說：”戲劇性的時刻在第一個月；懷孕的其餘八個月主要是大量的生長。但第一個月在很大程度上仍是一個黑箱。我們的干細胞衍生人類胚胎模型為窺探這個黑箱提供了一種合乎道德且容易獲得的方法。它密切模仿了真實人類胚胎的發育過程，尤其是其精緻細膩的結構的出現。”

研究人員借鑒了之前僅用乾細胞製作合成小鼠胚胎模型的經驗。與之前的研究一樣，他們從多能幹細胞開始，這種干細胞有能力分化成許多細胞類型，但不是所有。但研究人員對多能幹細胞進行了重新編程，使其恢復到更早的狀態，即所謂的天真狀態，使其能夠分化成任何類型的細胞。

他們將幼稚多能幹細胞分為三組。準備發育成胚胎的細胞保持原樣。另外兩組中的細胞只用化學物質處理–即基因未修改–開啟某些基因，目的是使它們分化成維持胚胎所需的三種組織類型之一。混合後不久，細胞就聚集在一起，其中約1%的細胞自我組織成完整的胚胎狀結構。

漢娜說：”根據定義，胚胎是自我驅動的；我們不需要告訴它該做什麼–我們只需釋放其內部編碼的潛能。一開始就混合正確類型的細胞至關重要，而這些細胞只能來自沒有發育限制的天真幹細胞。一旦做到這一點，胚胎樣模型本身就會說，’開始！'”。

胚胎樣結構在子宮外正常發育了8天，達到了相當於人類胚胎髮育第14天的發育階段，也就是自然胚胎獲得結構、開始發育身體器官的階段。

研究人員發現，他們的胚胎模型在結構上與舊教科書中的天然人類胚胎相似。他們甚至還觀察到了製造人絨毛膜促性腺激素（hCG）的細胞，這種激素用於妊娠測試，而且非常活躍。將這些細胞的分泌物用於家庭妊娠測試，結果呈陽性。

“許多妊娠失敗都發生在最初幾週，往往是在婦女知道自己懷孕之前。這也是許多出生缺陷的起因，儘管它們往往在很晚的時候才被發現。我們的模型可以用來揭示確保這一早期階段正常發育的生化和機械信號，以及這種發育可能出錯的方式。

他們的研究已經為未來的研究開闢了一個新方向。研究人員發現，如果胚胎在第三天（相當於自然胚胎髮育的第10天）沒有被胎盤形成細胞正確包裹，其內部結構就無法正常發育。

“胚胎不是一成不變的，”漢娜說。”它必須在正確的組織中擁有正確的細胞，而且必須能夠不斷進步–這是關於存在和成為。我們的完整胚胎模型將幫助研究人員解決決定胚胎正常生長的最基本問題。”

研究人員說，他們的胚胎模型可以揭示出生缺陷和不孕症類型的原因，還能帶來培育移植組織和器官的新技術。它還可以提供一種不需要活胚胎的實驗方法，例如確定藥物對發育的影響。

這項研究發表在《自然》雜誌上。