近(15)日， 英國弗朗西斯·克里克研究院研究團隊成功誘導幹細胞生長成充滿液體的羊膜囊(amniotic sac)模型，此模型不僅能夠重現受精2至4週內的胚外發育過程，也能高度模擬人類羊膜囊的功能特徵，未來有望進一步研究胚胎與羊膜的交互作用，以及胚胎的早期發育。研究結果發表在《Cell》期刊。
 
羊膜是一層薄而透明的膜，包裹胚胎並形成一個充滿液體的囊，不僅具有緩衝的作用，也提供胚胎發育所需的營養支持。然而，研究用的懷孕初期羊膜無法輕易取得，所以科學家對於人類羊膜的形成與功能沒有太多的了解。
 
為了創建這個模型，研究團隊首先使用低濃度細胞訊號分子BMP4刺激胚胎幹細胞一天，接著再用WNT激動劑CHIR處理24小時，隨後將細胞置於培養液中，這些細胞會自我組織逐漸成為微小的液囊，並在三個月內形成約2公分寬的原腸胚形成後羊膜(Post-gastrulation Amnioids, PGA)3D模型。
 
PGA具有驚人的自我組織能力，能夠形成羊膜與卵黃囊(yolk sac)結構，並被胚外間葉組織(extra-embryonic mesoderm)包圍，此3D模型成功重現人類受精後2到4週內的胚胎外發育過程。
 
藉由PGA模型，研究團隊進一步證實轉錄因子GATA3在羊膜形成中扮演關鍵角色。此外，對PGA內部液體的成分分析顯示，其中富含多種對胎兒健康與發育至關重要的蛋白質與代謝物，組成特徵也與人類晚期胚胎的羊水高度相似。
 
加拿大多倫多病童醫院的發育與幹細胞生物學家Janet Rossant指出，PGA模型的優勢在於可大規模生產並進行重複性研究，但目前無法確定該早期模型在多大程度上能模擬到羊膜發育的哪個階段。
 
若未來要研究與羊膜囊受損相關、可能導致早期流產的嚴重併發症，研究人員仍需建立能呈現更晚期羊膜發育階段的模型。
 
資料來源：https://www.nature.com/articles/d41586-025-01498-x

(編譯/實習記者 康育華、責任編輯 彭梓涵)