科学家们通过对干细胞进行编程创建了人类胚胎模型。这些模型让人们看到了发育的一个关键阶段，可以揭示出对遗传性疾病和预防早期妊娠失败的新见解。人类发育的第二周是一个决定性的阶段--这是胚胎植入子宫的时候。出生缺陷和遗传疾病可能开始发作，而且不幸的是，许多怀孕在这个阶段失去了。
但这一关键时期在很大程度上仍未被科学家和医生研究，因为胚胎仍然太小，无法在活体患者身上观察。接受试管婴儿的病人的捐赠可用于研究，但供应有限，而且要遵守严格的伦理法规。
现在，剑桥大学和加州理工学院的科学家们已经开发出了新的人类胚胎3D模型，该模型由干细胞培育而成，以一种可以在实验室中轻松研究的方式模拟了第9天和第14天之间的发育。这个窗口以前只能在动物细胞中研究。
图为由干细胞培育出的人类胚胎样模型在发育的第四天。
该研究的主要作者Magdalena Zernicka-Goetz教授说："我们的人类胚胎样模型完全由人类干细胞创建，使我们能够在通常情况下由于小胚胎植入母亲的子宫而被隐藏的阶段看到发育结构。这一令人兴奋的发展使我们能够在一个模型系统中操纵基因以了解它们的发育作用。这将让我们测试特定因素的功能，这在自然胚胎中很难做到"。
这些模型包含制造人类胚胎所需的大部分细胞，包括最终将形成自己的精子或卵子的生殖细胞的前体。它们还包含支持胚胎的细胞，包括那些继续形成胎盘、卵黄囊和羊膜囊的细胞。
然而，出于道德原因，这些模型被制成缺少大脑和心脏跳动的细胞，因此它们不能发育到14天以上。这是为了遵守目前在实验室中培养人类胚胎的法律限制。
这一里程碑是Zernicka-Goetz和她的团队十年来逐步改进小鼠胚胎模型的工作成果。其他研究人员，包括来自以色列魏茨曼科学研究所的一个团队，也将小鼠胚胎模型推到了心脏细胞跳动的程度。
多个团队在这一领域的工作不断增加，可能有助于提高寻求受孕的夫妇的存活率，更好地治疗遗传疾病，以及用于移植的实验室培育的器官。
这项新研究发表在《自然》杂志上。