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人類胚胎如何打破對稱性是一個謎。在一項新的研究中，來自美國洛克菲勒大學(xué)的研究人員利用人胚胎干細胞（ESC）在實驗室中構(gòu)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(gòu)建的胚胎模型都要復(fù)雜。他們還發(fā)現(xiàn)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?yōu)橐环N具有前端和后端的結(jié)構(gòu)。令人吃驚的是，這能夠發(fā)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(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2019年7月的Nature Cell Biology期刊上，論文標題為“A 3D model of a human epiblast reveals BMP4-driven symmetry breaking”。

論文共同通訊作者、洛克菲勒大學(xué)干細胞研究員Ali Brivanlou表示，“這種對稱性破壞過程是發(fā)育生物學(xué)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?！?/p>

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(zhì)樣支架的培養(yǎng)皿中，發(fā)現(xiàn)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?shù)那蝮w，即胚狀體。當他們添加BMP4時，這些胚狀體出現(xiàn)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(jù)干細胞研究人員遵循的現(xiàn)行倫理準則，對實際人類胚胎的研究只能持續(xù)14天。美國哈佛醫(yī)學(xué)院院長、干細胞科學(xué)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(xué)正在向這一規(guī)則發(fā)起挑戰(zhàn)”，并補充道，基于這些發(fā)現(xiàn)，干細胞科學(xué)家將不得不改寫他們的指導(dǎo)方針。

美國凱斯西儲大學(xué)生物倫理學(xué)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(fā)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(gòu)建更復(fù)雜的胚胎發(fā)育模型。