类似“抓娃娃机”技术可高效分选胚胎模型
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科技日报北京6月12日电 （记者张佳欣）据美国《APL生物工程》期刊10日报道，由美国华盛顿大学与西雅图布罗特曼·巴蒂精准医学研究所组成的研究团队，开发出一种类似“抓娃娃机”的技术，可快速、自动对类原肠胚体进行分类筛选，为研究早期胚胎发育中的个体差异与遗传疾病机制提供了关键支持。
实时观察含有原肠胚的“微筏”的分类情况。图片来源：论文第一作者伊恩·简等/美国科学促进会网站
研究早期胚胎发育对理解遗传病与人类发育异常具有重要意义，然而涉及人类胚胎的实验却长期受到伦理与技术限制。“类原肠胚”模型打开了研究人类发育过程的新窗口，这种模型得名于胚胎发育早期的“原肠胚”阶段。原肠胚是由人类多能干细胞组成的细胞群体，可模拟人类胚胎发育到第三周时三胚层形成的过程。
科学家通常在玻璃或塑料皿上培养人类多能干细胞，形成圆形细胞群。他们通过引入小分子激活某些细胞信号通路，促使这些细胞启动类似胚胎发育的过程，最终形成类原肠胚。但当所有类原肠胚体发育完成后，要靠人工逐一识别、计数和筛选，费时又低效。这正是此次开发的新系统要解决的问题。
团队此次开发的自动筛选系统整合了显微镜、摄像机和机器人微操作技术，核心是一种名为“微筏”的微型可拆卸支架，供类原肠胚生长。该系统使用由定制软件控制的平台，就像一个高精度的“抓娃娃机”，可自主扫描大量“微筏”阵列，识别类原肠胚的特征，并根据预设标准进行物理分选。这种机械化操作提高了精准度和效率。
类原肠胚模型能揭示与人类疾病相似的早期发育异常。此前利用这些模型的研究阐明了亨廷顿氏病如何在胚胎早期，甚至在传统临床症状出现之前就表现出遗传特征的。此外，还有助于探索细胞染色体数目异常，观察胚胎固有的自我矫正机制等。
新平台能分选出呈现细微表型差异的独特类原肠胚。从技术角度来看，这种高效、无损的方法可保持样本的完整性，并为后续的活细胞成像或基因测序检查打开了大门。
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