近(15)日，澳洲雪梨新南威爾斯大學(UNSW Sydney)的科學家，運用一項水凝膠材料，在體外成功促使多潛能幹細胞(pluripotent stem cells)經歷胚胎發育的重要階段，使其開始分化為具有三個胚層的胚胎，也是目前在體外誘導幹細胞進入此發育階段時，能最完整反應其在體內情況的一項方法。該研究發表於期刊《Advanced Science》。

該實驗中，研究人員成功在培養皿中誘發幹細胞出現「原腸胚形成」(gastrulation)這項發育階段。原腸胚形成是包括人類在內的多數動物，在胚胎發育時會經歷的一項階段，原先的囊胚會發育為三個胚層，接著才會進一步分化為神經、心血管、血液、肌肉、骨骼等。

然而，過去這項過程在動物體外並不容易被妥善觀察，僅能透過取出在母體內發育的胚胎組織，才得以看見；且由於科學倫理限制，要觀察人類胚胎的此過程更是不易。

因此，該團隊運用改良自半導體業的技術，在水凝膠材料上製造出「定義區域」，讓細胞得以黏附在特定區域內，這項軟凝膠的組合能模擬人類子宮表面具彈性、黏性且柔軟的結構，誘導細胞開始進入類似原腸胚形成的階段。

目前在實驗室中，曾使用塗有生長因子和化學藥物的玻璃或硬式塑膠材質，試圖刺激幹細胞進入原腸胚形成階段，但都未能完整重現其在體內的過程。

研究人員分享，本次這項水凝膠材料的發現，其實是項巧合。起初他們試圖讓幹細胞黏附在水凝膠上，並計畫以傳統方式區分細胞們；但後續觀察卻發現，在水凝膠上生長的細胞，與原先玻璃上培養的發生顯著差異。

這項發現，不但對理解人類胚胎發育有重要意義，且對於包括：細胞療法、標靶藥物開發、 CRISPR基因編輯技術在內等新興生醫技術，都相當重要。

團隊表示，這項技術是他們期望創造能進而生產人造組織模型的第一步，而僅觸發原腸胚形成仍不夠，未來，他們會持續研究如何提供其他訊號來維持幹細胞分化。

參考資料：

1.原始論文：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202203614

2.https://www.sciencedaily.com/releases/2022/12/221215104638.htm

(編譯/巫芝岳)