基于干細胞的胚胎模型再現了早期發育過程中的對稱性破壞、模式形成和組織形態發生，為研究包括人類在內的哺乳動物物種的發育提供了有前景的實驗工具。盡管使用培養的干細胞進行胚胎建模取得了相當大的進展，但生成具有高保真度、效率、可控性和體內細胞組織和組織結構的胚胎模型仍然具有挑戰性。這主要是由于哺乳動物干細胞在不受控制的培養環境中自組織和分化的內在可變性。
在這篇綜述中，研究人員認為，生物工程工具在控制拓撲邊界和動態化學和機械信號方面非常強大，可以有效地指導對稱性破壞、模式形成、組織形態發生和組織-組織相互作用。研究人員討論了胚胎發育過程中的模式形成和形態發生，并研究了不同的胚胎模型，以強調生物工程策略在開發具有更高效率、可重復性、可控性、復雜性和體內相關性的模型中的重要性。
本文要點：
1）基于干細胞的胚胎模型可以概括從植入前到早期器官發生的基本發育過程，如組織模式和形態發生事件。
2）生物工程策略能夠控制組織幾何邊界和相互作用、化學梯度和細胞外基質信號，以提高基于干細胞的胚胎建模的效率和保真度。
3）合成生物學方法可以在生物工程胚胎模型中提供可編程的細胞復雜性、結構和功能。
4）生物工程胚胎模型具有更高的效率、可控性、可重復性和可擴展性，有望用于基礎和轉化應用。
參考文獻：
Xue, X., Liu, Y. & Fu, J. Bioengineering embryo models. Nat Rev Bioeng (2024). https://doi.org/10.1038/s44222-024-00241-x
