摘要：BioStar 栏目致力于展示那些在生命科学领域取得突破性成果的科研学者们。他们的工作不仅推动了科学的进步，也为我们提供了对生命更深层次的理解。他们的故事充满了创新和发现，为我们揭示了生命科学的无限可能。每期，我们都会介绍一位科研学者，分享他们的研究经历、学术
BioStar 栏目致力于展示那些在生命科学领域取得突破性成果的科研学者们。他们的工作不仅推动了科学的进步，也为我们提供了对生命更深层次的理解。他们的故事充满了创新和发现，为我们揭示了生命科学的无限可能。每期，我们都会介绍一位科研学者，分享他们的研究经历、学术成就和对生命奥秘的独到见解。欢迎后台投稿留言。
人类受精后第二周的植入后早期发育阶段一直被视为一个神秘的“黑箱”，这一阶段对应于卡内基分期第 5 - 6 期（CS5 - CS6），对于人类生命早期的形态发生和细胞谱系特化等关键事件至关重要。然而，由于难以获取处于此阶段的人类自然胚胎，再加上伦理和技术的双重限制，我们对这一时期的认识极为有限。近年来，随着干细胞技术的发展，基于干细胞构建的胚胎模型（SCBEMs）逐渐成为研究这一领域的重要工具。它为绕过获取胚胎的困难以及伦理和技术限制提供了强大的替代方案，有望帮助我们揭开人类生命早期发育的神秘面纱。
美国得克萨斯大学西南医学中心吴军团队在《Cell Stem Cell》期刊上发表了一项具有里程碑意义的研究成果。该研究通过将始发态人多能干细胞（primed hPSCs）与经转基因诱导的、原始态人多能干细胞（naive hPSCs）来源的胚外细胞结合，成功构建了可高效模拟人类植入后早期胚胎发育（CS5 - CS6 阶段）的诱导型干细胞胚胎模型（iSCBEMs）。研究团队设计并实施了一套系统性的、分步优化的策略来构建这种新型模型。他们首先筛选了一系列转录因子，最终确定并建立了利用多西环素（DOX）诱导的转基因细胞系，包括在 naive hPSCs 中诱导表达 YAP - 5SA 来产生滋养层样细胞（TLCs）以及诱导表达 GATA6 来产生下胚层样细胞（HLCs）。在构建过程中，他们还系统比较了不同多能性状态的干细胞作为胚胎部分来源的效率，并评估了多种培养体系，最终确定了最优的培养方案。结果表明，iSCBEMs 展现出了惊人的自我组织能力，成功模拟了人类胚胎在植入后早期的复杂形态发生事件和细胞谱系分化路径，包括羊膜腔、卵黄囊腔和绒毛膜腔的形成，以及早期原肠胚形成和生殖细胞特化的启动等关键特征。此外，通过严谨的谱系追踪技术，研究还揭示了卵黄囊和胚外中胚层的主要细胞起源，这一发现挑战了传统认知，为理解人类胚胎发育过程中的细胞竞争与命运抉择提供了新的视角。
该研究的成果具有极为重要的意义。首先，iSCBEMs 为研究人类胚胎发生提供了一个强大的平台，它以更高的效率和可重复性可靠地模拟了植入后早期发育的几个关键特征，为科学家们提供了一个动态的、高度仿生的系统，有助于深入研究人类生命最初阶段的奥秘。其次，这一模型的构建为理解人类胚胎发育过程中的细胞竞争与命运抉择提供了新的视角，有助于揭示多能干细胞在胚胎模式构建中的广泛贡献，为再生医学和发育生物学的研究提供了新的理论基础。最后，该研究还为未来的研究提供了新的思路和方法，有望推动相关领域的发展，为解决人类生殖健康、发育异常等问题提供新的策略和手段。
吴军，美国德克萨斯大学西南医学研究中心分子生物学系的终身教授。吴军教授长期从事多能干细胞基础和转化研究，多能干细胞是可用于发育和疾病建模的强大工具，对于再生医学和生殖生物学具有广阔的应用前景。团队发现了具有独特分子和表型特征的多能干细胞，从而扩展了对多能态的认知。率先在异种嵌合以及基于干细胞的胚胎模型取得重大突破。获得全球首例人猪嵌合体和人猴嵌合体，首次报道发现细胞竞争是阻碍跨物种嵌合体形成的壁垒之一，构建世界首例人造人类囊胚和牛类囊胚结构。以第一作者或者通讯作者在Ce1l,Science,Nature,Cell Stem Cell,Nature Cell Biology等杂志发表论文40余篇。研究的工作曾获2017年度科学十大突破(两项工作:人猪嵌合体和利用CRIPSR纠正人类胚胎中的致病基因突变)和2021年度科学十大突破(人造人类囊胚)。获“ICSCF OutstandingYoungInvestigatorAward(2024)'“ISSCR Outstanding Young Investigator Award (2024)",“NYSCF-Robertson stem cellinvestigator award (2022)",“University of Texas Southwestern Medical CenterGrossman Investigator Award (2017)",“University of Texas Southwestern MedicalCenter Endowed Scholar (2017)",“CPRIT Scholar (2017)”。
来源：寂寞的咖啡
