科技日報記者 張佳欣

據(jù)美國《APL生物工程》期刊10日報道，由美國華盛頓大學(xué)與西雅圖布羅特曼·巴蒂精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究所組成的研究團(tuán)隊，開發(fā)出一種類似“抓娃娃機(jī)”的技術(shù)，可快速、自動對類原腸胚體進(jìn)行分類篩選，為研究早期胚胎發(fā)育中的個體差異與遺傳疾病機(jī)制提供了關(guān)鍵支持。

研究早期胚胎發(fā)育對理解遺傳病與人類發(fā)育異常具有重要意義，然而涉及人類胚胎的實(shí)驗(yàn)卻長期受到倫理與技術(shù)限制?！邦愒c胚”模型打開了研究人類發(fā)育過程的新窗口，這種模型得名于胚胎發(fā)育早期的“原腸胚”階段。原腸胚是由人類多能干細(xì)胞組成的細(xì)胞群體，可模擬人類胚胎發(fā)育到第三周時三胚層形成的過程。

科學(xué)家通常在玻璃或塑料皿上培養(yǎng)人類多能干細(xì)胞，形成圓形細(xì)胞群。他們通過引入小分子激活某些細(xì)胞信號通路，促使這些細(xì)胞啟動類似胚胎發(fā)育的過程，最終形成類原腸胚。但當(dāng)所有類原腸胚體發(fā)育完成后，要靠人工逐一識別、計數(shù)和篩選，費(fèi)時又低效。這正是此次開發(fā)的新系統(tǒng)要解決的問題。

團(tuán)隊此次開發(fā)的自動篩選系統(tǒng)整合了顯微鏡、攝像機(jī)和機(jī)器人微操作技術(shù)，核心是一種名為“微筏”的微型可拆卸支架，供類原腸胚生長。該系統(tǒng)使用由定制軟件控制的平臺，就像一個高精度的“抓娃娃機(jī)”，可自主掃描大量“微筏”陣列，識別類原腸胚的特征，并根據(jù)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行物理分選。這種機(jī)械化操作提高了精準(zhǔn)度和效率。

類原腸胚模型能揭示與人類疾病相似的早期發(fā)育異常。此前利用這些模型的研究闡明了亨廷頓氏病如何在胚胎早期，甚至在傳統(tǒng)臨床癥狀出現(xiàn)之前就表現(xiàn)出遺傳特征的。此外，還有助于探索細(xì)胞染色體數(shù)目異常，觀察胚胎固有的自我矯正機(jī)制等。

新平臺能分選出呈現(xiàn)細(xì)微表型差異的獨(dú)特類原腸胚。從技術(shù)角度來看，這種高效、無損的方法可保持樣本的完整性，并為后續(xù)的活細(xì)胞成像或基因測序檢查打開了大門。