在一项新的研究中，来自美国匹兹堡大学、亚利桑那州立大学和约翰霍普金斯大学的研究人员设计出一种基于细胞的人胎盘模型，这可能有助解释导致出生缺陷的病原体如何从母体传给未出生的孩子。相关研究结果近期发表Science期刊上，论文标题为“A three-dimensional culture system recapitulates placental syncytiotrophoblast development and microbial resistance”。
论文通信作者、匹兹堡大学医学院微生物学与分子遗传学副教授Carolyn Coyne博士解释道，胎盘是一种复杂的人们知之甚少的器官，它将发育中的胎儿固定在子宫中，滋养着胎儿，并且提供一种屏障阻止感染母体的微生物传播给胎儿。
她说，“人胎盘是独特的，不同于很多其他胎盘哺乳动物。随着我们的研究工具箱中加入这种新的模型，我们和其他的科学家们希望加快对胎盘的理解，研究它的功能，和了解它如何能够阻止大多数（尽管不是全部）导致胎儿出现问题的母婴传播。”
当前，人们能够获得和研究胎盘细胞系，但是这些细胞并不能自发地融合，因此就不能产生特征性的人胎盘器官结构。Coyne博士说，一些科学家们研究被称作人滋养层细胞（trophoblast）的细胞：它们是从胎儿出生后获得的胎盘中分离出来的，但是它们不能进行细胞分裂，而且它们更难获得，也更难进行基因操纵，因而就不能了解生化途径在胎盘功能中发挥的作用。
Coyne博士的研究小组采取一种不同的方法：他们在美国国家航空航天局开发的微重力生物反应器系统中培养人胎盘滋养层细胞系。这些滋养层细胞是与血管细胞一起加入到小的葡萄糖珠（dextran bead）中，然后这些葡萄糖珠在含有细胞培养液的容器中旋转，从而产生剪应力和旋转力，这就比静态细胞培养系统更好地模拟母胎界面（maternal-fetal interface）中的环境。
因此，这些细胞相互融合，从而形成合胞体滋养层（syncytiotrophoblast），因而更加类似于人胎盘组织绒毛状结构最外层中的主要细胞。接下来，研究人员通过让他们开发的体外胎盘模型接触病毒和刚地弓形虫（Toxoplasma gondii）---一种在猫粪便中发现的寄生虫，能够导致流产、胎儿感染、先天性疾病和/或生命后期的残疾---来测试它的功能性质。
论文作者、匹兹堡大学生物科学副教授Jon P. Boyle博士说，“我们发现在我们的系统中形成的合胞体滋养层再现了天然形成的细胞的屏障性质，它们抵抗病毒和三种存在基因差异的弓形虫虫株的感染。利用这种模型，我们能够利用不同的生物学因子开展实验以便观察是什么因子可能允许传染性病原体穿过胎盘屏障到达胎儿那里。”
他补充道，理解胎盘可能有朝一日导致科学家们发现方法来阻止所谓的TORCH病原体---弓形虫、风疹病毒、巨细胞病毒、I型和II型单纯疱疹病毒---感染带来的胎儿损伤。
研究人员正开始利用他们的模型来测试寨卡病毒（Zika virus）和其他的与先天性疾病相关联的病原体是否能够感染胎盘细胞和/或穿过胎盘屏障。
