科技日報記者 張佳欣
據美國《APL生物工程》期刊10日報道，由美國華盛頓大學與西雅圖布羅特曼·巴蒂精準醫學研究所組成的研究團隊，開發出一種類似“抓娃娃機”的技術，可快速、自動對類原腸胚體進行分類篩選，為研究早期胚胎發育中的個體差異與遺傳疾病機制提供了關鍵支持。
研究早期胚胎發育對理解遺傳病與人類發育異常具有重要意義，然而涉及人類胚胎的實驗卻長期受到倫理與技術限制。“類原腸胚”模型打開了研究人類發育過程的新窗口，這種模型得名于胚胎發育早期的“原腸胚”階段。原腸胚是由人類多能干細胞組成的細胞群體，可模擬人類胚胎發育到第三周時三胚層形成的過程。
科學家通常在玻璃或塑料皿上培養人類多能干細胞，形成圓形細胞群。他們通過引入小分子激活某些細胞信號通路，促使這些細胞啟動類似胚胎發育的過程，最終形成類原腸胚。但當所有類原腸胚體發育完成后，要靠人工逐一識別、計數和篩選，費時又低效。這正是此次開發的新系統要解決的問題。
團隊此次開發的自動篩選系統整合了顯微鏡、攝像機和機器人微操作技術，核心是一種名為“微筏”的微型可拆卸支架，供類原腸胚生長。該系統使用由定制軟件控制的平臺，就像一個高精度的“抓娃娃機”，可自主掃描大量“微筏”陣列，識別類原腸胚的特征，并根據預設標準進行物理分選。這種機械化操作提高了精準度和效率。
類原腸胚模型能揭示與人類疾病相似的早期發育異常。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，甚至在傳統臨床癥狀出現之前就表現出遺傳特征的。此外，還有助于探索細胞染色體數目異常，觀察胚胎固有的自我矯正機制等。
新平臺能分選出呈現細微表型差異的獨特類原腸胚。從技術角度來看，這種高效、無損的方法可保持樣本的完整性，并為后續的活細胞成像或基因測序檢查打開了大門。
