基于干细胞的胚胎模型再现了早期发育过程中的对称性破坏、模式形成和组织形态发生，为研究包括人类在内的哺乳动物物种的发育提供了有前景的实验工具。尽管使用培养的干细胞进行胚胎建模取得了相当大的进展，但生成具有高保真度、效率、可控性和体内细胞组织和组织结构的胚胎模型仍然具有挑战性。这主要是由于哺乳动物干细胞在不受控制的培养环境中自组织和分化的内在可变性。

在这篇综述中，研究人员认为，生物工程工具在控制拓扑边界和动态化学和机械信号方面非常强大，可以有效地指导对称性破坏、模式形成、组织形态发生和组织-组织相互作用。研究人员讨论了胚胎发育过程中的模式形成和形态发生，并研究了不同的胚胎模型，以强调生物工程策略在开发具有更高效率、可重复性、可控性、复杂性和体内相关性的模型中的重要性。

本文要点：

1）基于干细胞的胚胎模型可以概括从植入前到早期器官发生的基本发育过程，如组织模式和形态发生事件。

2）生物工程策略能够控制组织几何边界和相互作用、化学梯度和细胞外基质信号，以提高基于干细胞的胚胎建模的效率和保真度。

3）合成生物学方法可以在生物工程胚胎模型中提供可编程的细胞复杂性、结构和功能。

4）生物工程胚胎模型具有更高的效率、可控性、可重复性和可扩展性，有望用于基础和转化应用。

参考文献：

Xue, X., Liu, Y. & Fu, J. Bioengineering embryo models. Nat Rev Bioeng (2024). https://doi.org/10.1038/s44222-024-00241-x