众所周知,孕期的妈妈即使罹患了重感冒等疾病,最好的治疗方式还是听从医嘱,因为很多药物可能会伤害到腹中的孩子。据再生医学网了解,孕妇早期常用的54种药物中,只有4%的药物明确标注了使用的风险情况,更多的药物是没有注明。那么我们要如何判断哪些药物会对孕妇和胎儿产生副作用呢?近日我国科学家就此研究出了新策略,下面
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《自然》杂志在线发表的一篇论文,有望让这一尴尬的数字成为历史。美国密西根大学(University of Michigan)傅剑平课题组开发了一种突破性的
干细胞平台,能模拟胚胎的早期发育。研究人员们指出,这个平台能让我们了解更多关于胚胎发育的秘密,也能用来评估不同药物对胚胎发育的影响。
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具体来看,这个平台的建立,离不开生物学家和工程学家们的紧密合作——生物学家们让干细胞能够按特定的结构进行排列,以模拟胚胎早期发育的过程;而工程学家们则开发了一种微流体系统。它不但有模拟子宫壁的凝胶结构,还能不断为这些干细胞提供营养,帮助它们发育。
“在常规的3D培养中,只有不到5%的干细胞簇会发育成类似于胚胎的结构,” 傅剑平教授说道:“利用这个微流体系统,我们能够精准地控制培养的环境。在产生这些类胚胎结构上,我们的效率超过了90%。”
在这套系统中,干细胞会逐渐长成小的细胞群落,然后形成一个中空的球状结构。随后,就像早期胚胎着床那样,这个“模拟胚胎”会陷入到模拟子宫壁的凝胶中,这就形成了一个上胚层(epiblast)的模型。
通过调节微流体系统里的化学信号,研究人员们又能控制干细胞的分化,形成另外两个全新的模型:一个模拟胎儿下半部分的早期发育,一个模拟胎儿上半部分的早期发育。
图示:这套微流体系统能产生三种不同的胚胎发育早期模型
研究人员们指出,这个系统能够可靠地造出成百上千个“模拟胚胎结构”,用作科学研究。这些结构本身并不会真的发育成胎儿。而且为了规避伦理风险,科学家们也会按期终止实验。
这个平台具体有啥意义呢?研究人员们指出,在过去,关于人类发育的洞见极为有限。这些信息要么来自大型动物,要么来自完整的人类胚胎。很显然,我们无法大规模地用它们来了解药物和化学品的安全性。
“我们对药物如何影响胚胎发育的知识是匮乏的,这是一个严重的公共卫生问题,”傅剑平教授说道:“我们的干细胞结构能够模拟胚胎,有望填上早期人类发育的知识空缺。”
再生医学网认为,傅剑平教授的这项研究,将为孕妇和胎儿的安全起到保护作用,让医生在为这些特殊人群治疗时,可以有效避免药物副作用带给他们的损伤。这是一项利于全球人民的研究,希望能够早日应用到临床。