Nature Video：胚胎发育的前14天

我们都是从胚胎发育而来，目前人们也已经对孕育新生儿的9个月里发生的过程有了相当的了解。不过，有一个阶段目前仍然所知有限：最初的几周。不过，随着人体胚胎培养技术的不断发展，科学家已经开始了解人类最初的发育过程。

几十年来，研究这一非常关键的人体胚胎的早期过程存在巨大的技术困难。胚胎难以获取，不易在体外存活，而且存在伦理方面的挑战——上世纪七八十年代制定的研究指南禁止科学家在体外培养胚胎超过14天。

尽管存在种种限制，但科学家已大致了解胚胎在最初关键几周内的发育过程（这些结论多来自于动物实验，或少量的人类组织样本）。科学家认为，精子让卵子受精后，一个细胞变成两个、四个、八个甚至更多。在第5天或第6天时，细胞团会形成不同类型的细胞，科学家把这个细胞团称为囊胚。假如一切顺利，囊胚内的细胞会开始分化，一周后，囊胚会植入子宫内壁。

接下来发生了什么一直是一个谜，因为囊胚自己埋入子宫内壁之后就藏了起来，科学家想要在人体内研究它几乎不可能。为了搞清楚这一关键过程，一种方法是利用接受生育治疗的人士捐赠的弃用胚胎。在过去数年，一些实验室找到了培养这种胚胎的新方法。

新技术使研究者能够绘制有史以来最详细的人类发育图。在下面的视频里展示了实验室培养到第六天的胚胎，最终会成为胎儿的细胞被标成绿色，最终会形成胎盘的细胞被标成了蓝色。到了第8天，细胞开始自我重组排列，绿色的胎儿细胞已经开始凝集，会形成母-胎界面的红色细胞被标出，人体内“胚外”结构的发育时间，似乎晚于研究人员基于其他动物研究所预期的时间。

第10天。整个细胞体积变得更大，细胞开始发育成支持结构。令人意外的是，在这个阶段，胚胎可以不依赖母体组织的输入自我发育。

到了第12天，胚胎外部开始与子宫内壁更紧密地连接在一起——毕竟在自然妊娠中，接下来9个月胚胎都将在子宫里发育。你甚至可以看到一些小孔出现，准备好迎接母体血管向胚胎输送必不可少的氧气和营养素。到了这个时候，胚胎通过一种激素向母体发出信号（HCG，人绒毛膜促性腺激素），即验孕时所检测的成分。

两周后，研究团队遵守胚胎伦理“14天规则”终止了实验。为了了解14天之后发生了什么，研究人员必须借助于其他技术。近来，科学家成功利用干细胞打造了人工胚胎样结构。这些局部模型可用于研究细胞信号传导，甚至至关重要的原条的形成。

原条由一组细胞组成，介导原肠胚的形成。正是在此时，胚胎决定哪一头将发育成胎儿头部。研究人员使用在动物胚胎中培养的人体干细胞来研究这一过程。即使在早期发育阶段结束后，离最终形成人体仍有很长的距离。为了研究后期发育，科学家制作并分析了高分辨率人体胚胎和胎儿3D图谱，有团队发现，左右手的神经生长其实并不对称：部分分支的发育路径是随机的。还有团队发现，早期胚胎生长的肌肉会随着胎儿发育逐渐消失，但原因尚不明确。

研究人员越来越确定，人体胚胎最初几周的发育是非常重要的。许多科学家希望，通过更多的研究，能够找到妊娠失败和出生缺陷背后的原因，乃至提高体外受精的成功率。

但在此之前，一些科学家只希望能彻底搞清楚——在所有人类的诞生之初，这一小团细胞到底经历了什么。