人类胚胎着床过程的力学机制首次揭示
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一段延时影像让人们得以一窥人类发育过程中一个鲜为人知的重要里程碑事件，也就是新形成的胚胎附着在子宫内膜上的瞬间。
研究人员捕捉到胚胎在高仿真子宫内膜复制品上拉扯并将自身埋入其中的实时画面，这一过程实际上是在对它的“新家”进行重塑。相关研究成果8月15日发表于《科学进展》。
9天大的人类胚胎显微镜视图显示，胚胎干细胞中的蛋白质呈绿色，发育中的组织呈洋红色，DNA 呈蓝色。图片来源：IBEC
由于实际的着床事件极难捕捉，西班牙加泰罗尼亚生物工程研究所（IBEC）的研究人员受到启发模拟了着床过程。“研究这个过程非常困难，因为它完全发生在母体内。”论文共同通讯作者、IBEC的Samuel Ojosnegros说，“这是人类繁殖过程中至关重要的环节，但与此同时，我们缺乏研究它的技术手段。”
尽管先前的研究已经探讨过人类胚胎与玻璃的相互作用，但胚胎无法像穿透真实人体组织那样穿透玻璃。因此，该团队着手打造了一个更逼真的模拟环境。他们利用富含胶原蛋白和蛋白质的凝胶制作出人工子宫内膜，这些蛋白质对胚胎发育至关重要。
为了拍摄这段定格动画，研究人员将当地一家医院捐赠的人类胚胎放置在凝胶附近。当胚胎附着到这个“子宫”上时，研究人员使用显微镜每隔约20分钟拍摄一张图像，持续16至24小时，然后将这些静态图像拼接在一起。
论文共同通讯作者、IBEC的Amélie Godeau在看到胚胎如此迅速地钻入凝胶时感到十分震惊。“我的第一反应是认为实验出了问题，显微镜里有某种漂移。”相比之下，研究团队发现小鼠胚胎只是附着在子宫表面，而不会嵌入其中。
众所周知，人类胚胎在着床过程中会释放酶分解子宫内膜。但这项新研究还表明，胚胎必须对子宫施加某种额外的力量才能将“安家”，它会拉扯复杂的组织网络，以便舒适地进入内部。
美国密歇根州立大学的Ripla Arora表示，这项研究首次详细记录了胚胎着床过程的力学机制。不过她还想了解子宫如何通过对胚胎施加反作用力以作出回应。“下一步研究是弄清楚在这种情况下子宫在做什么，但这更难模拟。”
未来，Godeau希望研究为什么一些健康胚胎无法附着在子宫上，并对更长时间内的着床过程进行追踪。“只需在一天后观察力量的分布情况，我们或许就能更多了解着床过程是如何发生的。”
相关论文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adr5199
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