SUMMARY Recent advances in human blastoids generated from naïve pluripotent stem cells have opened a new avenue for modelling early human development and implantation. Despite the success, however, existing protocols have several limitations, e.g., the use of custom-built microwell arrays impedes wide adoption by the research community, and mass production of human blastoids is hampered by low-output or low-efficiency methods. To address these issues, here we developed an optimized protocol based on commercially available microwell plates, which enabled efficient generation of high-fidelity human blastoids at a large scale. Leveraging on the improved protocol, we identified MAPK. PI3K/AKT and mTOR signaling pathways were activated in both blastoids and blastocyst, and discovered endometrial stromal effects in promoting trophoblast cell survival, proliferation and syncytialization during extended co-culture with blastoids. Our optimized protocol will facilitate broader use of human blastoids as an accessible, perturbable, scalable, tractable, and ethical model for human blastocysts.

Abstract The seamless transition through stages of pluripotency relies on a delicate balance between transcription factor networks and epigenetic silencing mechanisms that ensure proper regulation of the developmental program, critical for normal development. Here, we uncover the pivotal role of the transgene activation suppressor (TASOR), a component of the human silencing hub (HUSH) complex, in sustaining cell viability during the transition from naive to primed pluripotency, despite its rapid downregulation during this transition. Loss of TASOR in naive cells triggers replication stress, disrupts H3K9me3 heterochromatin formation, and compromise the transcriptional and post-transcriptional silencing of LINE-1 (L1) transposable elements (TEs), with these effects become more pronounced in primed cells. Remarkably, the survival of Tasor- knockout cells during naive to primed transition can be restored through the inhibition of cysteine-aspartic acid protease (Caspase) or deletion of mitochondrial antiviral signaling protein (MAVS). This suggests that unscheduled L1 expression activates an innate immune response, leading to programmed cell death, specifically in cells exiting naïve pluripotency. Additionally, we propose that HUSH-promoted H3K9me3 in naïve PSCs sets the stage for ensuing DNA methylation in primed cells, establishing long-term silencing during differentiation. Our findings shed insights on the crucial impact of epigenetic programs established in early developmental stages on subsequent phases, underscoring their significance in the developmental process.