胎盤（placenta）是連接母親和胚胎（embryo）的器官，它可以提供胎兒生長所需的營養素和激素，以及進行氣體和代謝產物的交換，並且保護胎兒免於細菌感染，在維持孕婦和胎兒健康扮演相關重要的角色。然而，人們對胎盤運作機制，仍有許多不清楚之處，因為直接在孕婦中進行研究是非常困難的。
近日，由維也納醫學大學 Martin Knöfler 博士為首的研究團隊製作了一種 3D 微型模型，又稱為類器官（organoids），能模擬早期胎盤結構和其基因表現，以及調查懷孕期間的狀況，例如子癲前症（preeclampsia）和子宮內生長受限（intrauterine growth restriction），該研究刊登於《Stem Cell Reports》。
該研究團隊從純化後的第一孕期細胞滋養層細胞（first-trimester cytotrophoblasts）內層取出幹細胞而製成類器官，而且該類器官沒有血管或結締組織成分，反應了培養皿中滋養層特異性胎盤結構。
該胎盤類器官含有滋養層前驅細胞（trophoblast progenitors）和合體滋養層細胞（syncytiotrophoblast）以及侵入性絨毛膜外滋養層細胞（invasive extravillous trophoblast），使得它們具有自我組織（self-organisation）、自我更新（self-renewal）和不斷增長的能力。該研究也證實，EGF 訊息傳遞和抑制 TGF-β 以及增強 Wnt 訊息傳遞（與許多組織的發育和生長有關）都是該類器官長期擴增所必需的。抑制 Wnt 訊息傳遞路徑，滋養層類器官的自我更新和分化也受到影響。該研究團隊最後指出，未來的研究將有必要進一步優化該類器官中滋養層自我更新、規範和分化的培養條件。
科學家過去只能從滋養層細胞建立了胎盤的 2D 模型。在培養皿培養該細胞時，它們就會失去分裂和增殖的能力，所以科學家們無法用它們徹底研究胎盤。然而，胎盤類器官系統的建立將顯著改善該情況，並且有助於推進胎盤研究發展，以及加速孕婦及胎兒疾病相關藥物開發，甚至可望排除治療危險的懷孕障礙。
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1. Stem Cell Reports. 2018 Jul 31. pii: S2213-6711(18)30309-6.
2. https://labiotech.eu/medical/placenta-model-pregnancy-disorders/
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