广州国家实验室论文登上Cell Stem Cell封面：成功构建高保真人类着床后胚胎模型

来源：生物世界 2025-10-12 18:01

该研究通过激活 Stat3 信号，实现细胞重编程，成功构建出高保真度的人类着床后胚胎模型。

人类胚胎模型（Human embryo model）在推动医学发展方面前景广阔，但目前的系统在模拟着床后阶段方面，效率低下且保真度有限。

近日，广州国家实验室Jos C.R.Silva、陈传鑫等人在 Cell 子刊Cell Stem Cell上发表了题为：Signaling reprogramming via Stat3 activation unravels high-fidelity human post-implantation embryo modeling的研究论文，该论文被选为当期封面论文。

该研究通过激活Stat3信号，实现细胞重编程，成功构建出高保真度的人类着床后胚胎模型。

该封面描绘了人类植入后胚胎发育建模方面的重要进展的时间线：二维类原肠胚（2014 年）、三维类原肠胚（2020 年）、来源的胚胎模型（SEM）（2023 年），以及陈传鑫等人此次报道的完整的基于干细胞的人类植入后胚胎模型。

在这项新研究中，研究团队针对人类胚胎模型在模拟着床后发育阶段效率与保真度不足的挑战，提出了一种基于 STAT3 信号通路激活的创新解决方案。

具体发现如下：

1、STAT3 介导的多能干细胞重编程：通过使用增强 STAT3 活性的特殊培养基（SAM），多能干细胞（PSC）在60小时内可被重编程为多种早期细胞谱系，包括：下胚层（Hypoblast）、滋养外胚层（Trophectoderm）、初始上胚层（Naive Epiblast）、胚外中胚层（Extraembryonic Mesoderm）；

2、高效 3D 自组织模型构建：将经 SAM 处理 60-120 小时的细胞解离后进行 3D 培养，可动态发育出着床后胚胎样结构，效率显著提升至52.41% 8.92%，远超当前主流方法。

3、高度模拟自然胚胎发育：第 6 天的类胚胎结构在形态学上高度近似卡内基阶段 5-7（CS5-CS7）的人类胚胎，具体特征包括：双胚层盘结构（上胚层+卵黄囊）、羊膜腔形成、间充质细胞分布、绒毛膜腔、滋养层细胞分化；

4、成功实现原肠胚形成过程：CS6/7阶段类胚胎展现出关键发育事件，包括原条（Primitive Streak）的正确形成与定位、上皮-间质转化（EMT）、中胚层与定形内胚层的分化；

5、分子水平验证：单细胞转录组分析显示，该模型在分子层面与真实 CS6/7 人类胚胎数据高度吻合，证实其具备生物学相关性和研究应用价值。

该研究建立的 STAT3 激活诱导模型，首次实现了：突破现有技术效率瓶颈（＞50%生成率）、完整模拟从多能干细胞向三胚层分化的连续发育过程、为人类胚胎早期发育机制研究、先天性疾病建模及药物毒性测试提供了更接近真实的体外模型平台。

这项技术突破标志着类胚胎模型从 形态模拟 迈向 功能模拟 的新阶段，为人类发育生物学研究和再生医学应用开辟了新路径。

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