新UM研究表明，多能干细胞可以自我组织成与羊膜囊相似的结构，这是人类发育的早期阶段。这一发现可以用于研究为什么怀孕失败。
精液遇到鸡蛋后的头几个星期仍然有许多奥秘。
其中：导致过程失败的原因是导致许多不育症。
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密执安大学细胞生物学家Deborah Gumucio博士说：“受精后的头两个星期，多达一半的妊娠结束，通常在女性甚至知道怀孕之前。
尽管这一关键阶段的重要性，科学家还没有机会去探索什么可以去错了一个好办法- 或者甚至什么是必须去的权利- 细胞植入在人类子宫壁新成立的球后。
使用人类干细胞的新成就可能有助于改变这一点。
微小的实验室结构可以使研究人员有机会看到他们以前不能做什么，同时避免与研究实际胚胎相关的伦理问题。
Gumucio和她的UM同事在“ 自然通讯”中报道说，他们已经将多能人类干细胞哄骗在特别设计的表面上生长成类似人类发育的早期方面的称为羊膜囊的结构。
细胞自发地发展出一些在天然羊膜囊中看到的一些相同的结构和分子特征，这是一种不对称的中空球状结构，其含有将产生胎盘部分以及胚胎本身的细胞。
因为在UM生长的结构缺乏早期胚胎的其他关键成分，它们不能发育成胎儿。
这是一个团队第一次从干细胞开始建立这样一个结构，而不是像一些其他的团队一样，哄骗捐赠的胚胎来发展。
UM研究人员希望他们的模型将对全世界的不育研究者有用。
“对于一些夫妇，长期无法超越这些关键的早期发展步骤，但是我们以前没有一个模型，可以让我们探索原因，”联合撰写报告的Gumucio说，恩格尔大学密歇根医学院细胞与发育生物学教授，UM学术医学中心。
“我们希望这项工作能够让许多科学家深入了解正常和异常发展所涉及的途径，以便我们了解地球上最迷人的生物学。”
研究人员将新结构称为植入后羊膜囊胚或PASE。他们描述了PASE如何发展成为具有两个截然不同的半球的中空球形结构，即使在细胞分裂时也保持稳定。
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一半由成为羊膜外胚层的细胞制成，另一半由多能上皮细胞组成，自然形成胚胎盘。中空中心类似于羊膜腔- 这在正常的发展，最终产生了保护和开发过程中胎儿缓和震动的充满液体的囊。
古姆露西奥·利肯斯一个PASE到一个不匹配的塑料复活节彩蛋或蓝色和红色宝贝球- 二种维持围绕中空中心的稳定形式的细胞的两个明显分开的两半。
该小组还报告了在PASE开发期间激活的基因的细节以及其细胞彼此发送到相邻组织的信号。他们表明，稳定的两分之一的PASE结构依赖于称为BMP-SMAD的信号通路，已知其对胚胎发育至关重要。
Gumucio指出，PASE结构甚至展现了发展“原始条纹”的最早的迹象，尽管它没有完全成熟。
在人类胚胎中，条纹将开始一个叫做胃肠的过程。这就是将新细胞分为三个细胞层-内胚层，中胚层和外胚层，这些都是引起身体所有器官和组织的关键。
新研究直接从Gumucio实验室和其他资深作者之间的协作工作，UM机械工程副教授Jianping Fu，Ph.D.
在以前的工作中，Nature Materials报道，该团队成功地将干细胞球植入到Fu实验室设计的特殊表面，以类似于简化的子宫壁。他们指出，一旦附身于这个基底细胞，他们开始分化成完全羊膜构成的中空囊肿- 保存羊水一个艰难的胚外组织。
但是，新的研究人员俞绍博士，傅氏实验室的研究生阮秀果博士，Gumucio实验室博士后的Ken Taniguchi对这些囊肿的进一步分析显示，这些囊肿的一小部分是稳定不对称，看起来像早期的人类或猴子羊膜囊。
研究小组发现，这种结构也可以从诱导多能干细胞（iPSCs）- 来自人类皮肤的细胞生长，并在实验室生长的条件下使其成为任何类型的细胞，类似于胚胎干细胞的行为。
这为未来工作打开了大门，使用经历慢性不孕症的夫妇捐赠的皮肤细胞，这些细胞可以成长为iPSC，并使用团队设计的方法测试其形成适当羊膜囊的能力。
除了与遗传和不育专家合作，深入研究PASE生物学与人类不育症相关的研究之外，该团队希望探索羊膜组织的其他特征。
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例如，羊膜组织的早期破裂可能会危及胎儿或成为流产的原因。该小组还打算研究人类羊膜形成的哪些方面也发生在小鼠羊膜的发展中。Gumucio说，小鼠胚胎模型作为人类遗传疾病的体内模型非常有吸引力。
该小组的工作由一个小组进行监督，该小组负责监测UM所开展的多能干细胞的所有工作，并按照有关人体干细胞研究的法律进行。研究小组在细胞球有效达到14个发育日之前结束了实验，即将切割用作胚胎研究的国际限制- 尽管该工作涉及不能形成胚胎的组织。
一些干细胞系是在U-M私人资助的人胚胎干细胞的MST细胞实验室和UM多能干细胞核心衍生的。
该研究由国家卫生研究院和UM资助。该团队与技术转让办公室合作，就伤口愈合中潜在的商业用途生成羊膜的方法申请专利。
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