生命科学
Life science
胚胎与母体的正确对话是成功妊娠的关键，但这段对话在生命最初的两周内究竟如何发生，一直是生殖医学领域最大的谜题之一。尽管科学家已能在实验室培养人类胚胎至第14天，但脱离母体环境的胚胎能否真实反映生命早期的发育过程，始终存在争议。
2025年12月23日，山东大学陈子江院士、赵涵教授、吴克良教授团队联合德克萨斯大学西南医学中心吴军等在Cell Press细胞出版社旗下期刊Cell Stem Cell期刊发表了题为“3D Post-Implantation Co-Culture of Human Embryo and Endometrium”的研究论文。
该研究建立了人类胚胎与子宫内膜的3D共培养系统，让胚胎在体外也能与“母体”进行真实对话，不仅将胚胎存活率提升，更揭示了一个惊人的发现：子宫内膜并非被动接受胚胎植入，而是主动发出分子指令，像指挥官一样精准调控着滋养层细胞的成熟与侵袭。这项研究为理解早期妊娠失败、复发性流产以及胎盘发育障碍提供了贴近生理真实情况的模型。
打破“独白”：给胚胎匹配真正的“合作者”
传统胚胎培养系统能让胚胎“独活”至第14天，但母体的缺席一直是致命的。为攻克这一难题，研究团队将体外受精的第5天囊胚植入由子宫内膜干细胞构建的3D类器官中，改造了名为HIVC的共培养体系。这个微型“子宫”不负众望：胚胎在12小时内就与子宫内膜建立连接，第7天滋养层细胞开始主动侵入类器官，第9天形成绒毛膜腔和初级卵黄囊——这些发育节点特征在以往无母体组织的培养中未观察到，与体内卡内基分期标本高度吻合。
子宫内膜的“秘密指令”：提前三天启动侵袭程序
该研究发现，母体对细胞滋养层（EVT）的命运调控。EVT是胎盘侵袭子宫的关键“先锋”，其成熟时机直接决定植入成败。通过单细胞转录组测序，团队惊讶地发现：在共培养体系中，EVT在第9天就大量出现，比单独培养提前了3天。分子层面，这些“早熟”的EVT已激活MMP9、ITGA2等侵袭基因，并富集IL-17/TNF通路——这正是胎盘建立血供的核心程序。
“子宫内膜就像一位严苛的教官，”通讯作者赵涵教授比喻道，“它不仅允许胚胎植入，更通过LIF、CSF1等分子信号强制EVT提前‘毕业’，确保胎盘能及时建立与母体的营养连接。”
对话是双向的
胚胎分泌的hCG（人绒毛膜促性腺激素）信号被证实是植入的“万能钥匙”。当研究团队用抗体阻断 hCG 功能时，第6天粘附率从50%降至0%，第10天母胎接触率从87.5%暴跌至37.5%，所有胚胎发育停滞在第9天前。同时，该研究还观察到胚胎通过囊泡运输与母体进行物质交换，这种微型“快递系统”在共培养环境中呈现出与体内一致的时空动态。
相关论文信息
相关论文刊载于Cell Press细胞出版社
旗下期刊Cell Stem Cell，
▌论文标题：
3D post-implantation co-culture of human embryo and endometrium
▌论文网址：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1934590925004369
▌DOI：
https://doi.org/10.1016/j.stem.2025.12.002
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