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近日，剑桥大学科学家在实验室中利用人类干细胞创造出三维胚胎样结构，这些被命名为“血液类胚”的模型成功复制了人类早期发育的某些关键过程——包括血细胞的自主动员。
研究团队观察到，这些结构在实验室培养约两周后开始产生血液，模拟了人类胚胎中的血液发育过程。更令人振奋的是，这些血细胞包含具有多种分化潜能的造血干细胞，能够发育成各种血细胞类型。这项研究于2025年10月13日发表于
Cell Reports上。
Graphical abstract
“当培养皿中出现血红色时，那真是个激动人心的时刻——甚至肉眼都能清晰看到。”该研究的第一作者Jitesh Neupane博士描述道。
类胚模型：自组织的生命奇迹
这项研究展示了一种全新的人类胚胎发育模型。研究团队观察到，在实验室培养的第二天，这些血液类胚就自组织形成了三个胚层——外胚层、中胚层和内胚层。
这些胚层构成了人体蓝图的基础，对塑造每个器官和组织（包括血液）至关重要。到第八天，结构中出现了搏动的心肌细胞；而到第十三天，研究人员看到了血红色的斑块在血液类胚中显现。
与真实人类胚胎不同，这些类胚结构缺乏多个胚胎组织，也没有卵黄囊和胎盘等支持结构，因此无法发育成完整的胚胎。
突破性发现：造血干细胞的摇篮
研究中最引人注目的发现是SOX17+RUNX1+ 生血芽的存在，研究人员在这里检测到了造血干细胞的成熟过程。
这些生血微环境相当于胚胎发育中的主动脉-性腺-中肾区，是体内造血干细胞产生的地方。在这个特殊区域，内皮细胞向造血细胞转变，包含了对HSC成熟的指导因子和限制因子。
值得注意的是，这些HSC有潜力分化为髓系和淋巴系细胞，因此相当于确定性造血——这是胚胎发育中产生持久性造血干细胞的阶段。
技术革新：更自然的培养方式
与现有技术相比，这项研究的突破性在于它模拟了自然发育过程。
传统方法需要在实验室中生成人类造血干细胞时，需要一系列额外的蛋白质混合物来支持干细胞的生长和发育。而这种新方法基于自组织的人类胚胎样模型，细胞固有的支持环境驱动了血细胞的形成。
论文资深作者Azim Surani教授表示：“这个模型为研究人类早期胚胎中的血液发育提供了一种强大的新方法。尽管仍处于早期阶段，但在实验室中生产人类血细胞的能力标志着未来再生疗法迈出了重要一步。”
应用前景：从疾病建模到个性化医疗
血液类胚为理解人类早期发育过程中的血液形成提供了强大工具，同时在多个领域具有应用潜力：
疾病模拟：能够模拟像白血病这样的血液疾病，为研究发病机制和筛选药物提供了新平台。
血液生产：为移植生产持久性造血干细胞的可能性打开了大门，未来可能解决血源短缺问题。
个性化医疗：用于产生血液类胚的人类干细胞可以从体内的任何细胞创建，这意味着未来有可能生产与患者自身身体完全兼容的血液，实现真正的个性化输血治疗。
研究共同第一作者Geraldine Jowett博士指出：“血液类胚捕获了血液发育的第二波浪潮，这可以产生专门的免疫细胞或适应性淋巴细胞，如T细胞，为它们在模拟健康和癌性血液发育中的应用开辟了令人兴奋的途径。”
目前，血液类胚中血细胞的发育阶段大致对应于人类胚胎发育的第四至五周——这个早期生命阶段无法在真实人类胚胎中直接观察，因为此时胚胎已经植入母亲的子宫。
随着这项技术的进一步完善，未来我们或许能见证实验室培养的血液用于临床输血，以及个性化白血病治疗方案的诞生。
参考资料：
1. https://www.cam.ac.uk/research/news/new-lab-grown-human-embryo-model-produces-blood-cells
2. https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(25)01144-1
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