世界首創(chuàng)：科學(xué)家拍攝人類胚胎植入的確切時(shí)刻

科學(xué)家們有史以來第一次拍攝了通往新人類生命的關(guān)鍵步驟——打開一個(gè)”黑盒子' 的早期發(fā)展，并可能有助于生育治療.

今天活著的每個(gè)人曾經(jīng)只不過是一團(tuán)自由漂浮的細(xì)胞，尋找一個(gè)合適的地方來稱之為家。盡管困難重重，我們的胚胎還是做到了：它們與我們母親的身體融為一體。

這一成就被稱為著床，發(fā)生在子宮深處，到目前為止，科學(xué)家們只拍攝了這一現(xiàn)象的快照。

超聲波需要數(shù)周時(shí)間才能在黑暗中瞥見任何東西。

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現(xiàn)在，一個(gè)新系統(tǒng)可以讓研究人員更仔細(xì)地研究這個(gè)令人驚訝的侵入性過程。延時(shí)錄制展示實(shí)驗(yàn)室中的人類胚胎積極滲透基于膠原蛋白的基質(zhì)，以形成用于連接和進(jìn)一步生長的空腔。

“我們第一次能夠看到人類胚胎植入的動(dòng)態(tài)展開，”巴塞羅那科學(xué)技術(shù)研究所 （BIST） 的資深作者兼生物工程師塞繆爾·奧約斯內(nèi)格羅斯 （Samuel Ojosnegros） 告訴 ScienceAlert。

“我們打開了一扇通往以前隱藏的發(fā)展階段的窗口?！?/p>

實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行的，而不是在真正的子宮里;然而，Ojosnegros 和他的同事開發(fā)的平臺為捐贈(zèng)的胚胎重新創(chuàng)建了正確的結(jié)構(gòu)環(huán)境和營養(yǎng)物質(zhì)。

這是關(guān)鍵步驟，在自然條件下很容易出錯(cuò)。大約 60% 的失敗妊娠發(fā)生在植入期間或植入后不久，這使得這個(gè)階段成為生命的關(guān)鍵瓶頸。

與僅從表面侵入基質(zhì)的小鼠胚胎相比，研究人員發(fā)現(xiàn)人類胚胎鉆得很深，將自己完全包裹在膠原蛋白基質(zhì)中。

“我們的技術(shù)使我們能夠精確定位胚胎施加力的位置，我們發(fā)現(xiàn)它施加了巨大的機(jī)械力來植入和侵入，”O(jiān)josnegros 說。

“這意味著小鼠研究只能讓我們了解人類植入。”

人類胚胎通常在受精后五到六天（當(dāng)卵子和精子相遇時(shí)）植入。在這個(gè)階段，胚胎是一簇 100 到 200 個(gè)細(xì)胞——太小了，無法用超聲波看到。

過去，這意味著研究人員可以主要在實(shí)驗(yàn)室觀察胚胎發(fā)育的前五天。

Ojosnegros 和他的同事開發(fā)的新子宮模型拓寬了窗口，將胚胎觀察擴(kuò)展到最初的第一階段之外。該技術(shù)可用作平面凝膠或液滴，以 2D 或 3D 觀察胚胎植入。

當(dāng)囊胚留在扁平凝膠的頂部時(shí)，可以看到它們與膠原蛋白表面結(jié)合，然后侵入膠原蛋白表面。

與此同時(shí)，當(dāng)它們被放置在液滴內(nèi)時(shí)，胚胎似乎將母親組織的膠原纖維“拉”向其中心，重塑環(huán)境在他們身邊.

該研究的主要作者 來自 BIST 的 Amélie Luise Godeau 和她的團(tuán)隊(duì)推測，胚胎正在以某種方式將母體環(huán)境與自身組織聯(lián)系起來。

子宮壁可能對此做出的反應(yīng)超出了研究的范圍。這膠原蛋白基質(zhì)不是使用人類子宮細(xì)胞制成的，因此只能提供一半的畫面。

然而，這種限制也提供了一個(gè)優(yōu)勢?？梢哉{(diào)整基質(zhì)的組成，以了解人類胚胎如何對可能改善植入的不同環(huán)境或化合物做出反應(yīng)。

“例如，通過我們的分拆，Serabiotics，并與制藥公司合作基立福，我們開發(fā)了一個(gè)蛋白質(zhì)補(bǔ)充劑可以在診所使用以提高植入率，“Serabiotics 的聯(lián)合創(chuàng)始人 Ojosnegros 說。

該研究發(fā)表在科學(xué)進(jìn)步.

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