世界首創：科學家拍攝人類胚胎植入的確切時刻

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

今天活著的每個人曾經只不過是一團自由漂浮的細胞，尋找一個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，發生在子宮深處，到目前為止，科學家們只拍攝了這一現象的快照。

超聲波需要數周時間才能在黑暗中瞥見任何東西。

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現在，一個新系統可以讓研究人員更仔細地研究這個令人驚訝的侵入性過程。延時錄制展示實驗室中的人類胚胎積極滲透基于膠原蛋白的基質，以形成用于連接和進一步生長的空腔。

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

“我們打開了一扇通往以前隱藏的發展階段的窗口。”

實驗是在實驗室里進行的，而不是在真正的子宮里;然而，Ojosnegros 和他的同事開發的平臺為捐贈的胚胎重新創建了正確的結構環境和營養物質。

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

與僅從表面侵入基質的小鼠胚胎相比，研究人員發現人類胚胎鉆得很深，將自己完全包裹在膠原蛋白基質中。

“我們的技術使我們能夠精確定位胚胎施加力的位置，我們發現它施加了巨大的機械力來植入和侵入，”Ojosnegros 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（當卵子和精子相遇時）植入。在這個階段，胚胎是一簇 100 到 200 個細胞——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驗室觀察胚胎發育的前五天。

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

當囊胚留在扁平凝膠的頂部時，可以看到它們與膠原蛋白表面結合，然后侵入膠原蛋白表面。

與此同時，當它們被放置在液滴內時，胚胎似乎將母親組織的膠原纖維“拉”向其中心，重塑環境在他們身邊.

該研究的主要作者 來自 BIST 的 Amélie Luise Godeau 和她的團隊推測，胚胎正在以某種方式將母體環境與自身組織聯系起來。

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

然而，這種限制也提供了一個優勢。可以調整基質的組成，以了解人類胚胎如何對可能改善植入的不同環境或化合物做出反應。

“例如，通過我們的分拆，Serabiotics，并與制藥公司合作基立福，我們開發了一個蛋白質補充劑可以在診所使用以提高植入率，“Serabiotics 的聯合創始人 Ojosnegros 說。

該研究發表在科學進步.

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