研究背景与挑战 - 干细胞来源的类胚胎模型为探索哺乳动物早期胚胎发育提供了强有力的体外研究平台，但现有模型多聚焦于特定发育阶段的模拟，构建能连续重现小鼠胚胎从着床前至着床后完整发育轨迹的模型仍是关键挑战[2] - 北京大学邓宏魁团队此前建立了潜能拓展多能干细胞和全能潜能干细胞，揭示了类全息细胞在构建类胚胎模型方面的巨大潜力，但小鼠TPS细胞存在增殖缓慢、需持续传代才能进入稳定全能状态等问题[3] 核心研究成果 - 研究团队开发出一套新型的小鼠类全能干细胞诱导与维持体系，并基于此通过分阶段诱导策略，成功构建了可在体外全程模拟小鼠胚胎期1.5天至7.5天发育的类胚胎模型，在诱导体系终点模型展现出早期器官发生的迹象[5] 技术突破与创新方法 - 研究团队以小鼠EPS细胞为起点进行化学小分子筛选，鉴定出一个新的小分子组合，该组合可在48小时内高效诱导EPS细胞快速建立全能性网络，并显著提升细胞增殖能力，使其倍增时间接近小鼠早期胚胎的卵裂周期[7] - 基于新型诱导的类全能干细胞，团队建立了分阶段诱导类胚胎模型的体系，成功实现了对E1.5-E7.5小鼠胚胎发育关键事件的全程模拟，包括合子基因组激活、谱系特化、囊胚形成、原肠运动等过程[8] 模型验证与应用潜力 - 单细胞转录组数据证实该模型在体外能够再现从2细胞期向原肠胚阶段演进的连续发育轨迹，并成功模拟了胚内与胚外谱系的分化进程，模型对发育扰动的响应与自然胚胎高度一致[10] - 在滚筒培养体系中，部分E7.5样类胚胎结构可进一步发育为形态上类似E8.5胚胎的结构，这些结构中出现了脑区、心管和尾芽等早期器官发生的典型特征，涵盖了E8.5自然胚胎中的大多数细胞谱系[12] 研究意义与团队信息 - 该研究基于新型类全能干细胞成功构建了可在体外连续重现从合子基因组激活至原肠运动完成的类胚胎模型，为在体外深入研究小鼠早期胚胎发育提供了全新平台[12] - 北京大学徐君研究员、邓宏魁教授、李程教授、关景洋副研究员为该论文共同通讯作者，博士研究生任奕璇等为该论文共同第一作者[12]

胚胎模型研究突破 - 研究团队使用化学小分子将小鼠胚胎干细胞诱导转化为新型类全能干细胞"胚胎始源细胞"(EFC)，首次实现从8-16细胞到早期器官发生的体外胚胎重构全过程[2][3] - EFC细胞在体内外均能确定所有囊胚谱系，包括胚胎谱系和额外胚层谱系，构建的胚胎模型能真实再现器官形成开始的发育过程[6] - 该模型形成6-14对体节、前脑/中脑/后脑、弯曲心管、眼泡、尿囊等早期器官雏形及结构清晰的肠道[6] 技术方法创新 - 仅使用CHIR-99021、E-616452、Lif、AM580四种化学小分子诱导产生EFC细胞[6] - 突破转基因依赖和多系混合的限制，实现直接、快速、高效且准确的体外胚胎发育模型构建[8] - 创新模型模拟小鼠胚胎早期多胚层协同发育的复杂过程[3] 研究应用价值 - 为器官发生发育、疾病机制及再生医学研究提供新方案和革命性工具[3] - 胚胎始源细胞系统(iEFC)能生成可扩展且忠实的胚胎模型(iEFC-EM)[9] - iEFC-EM在体外重现小鼠胚胎发育过程直至器官形成阶段[9]