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首个干细胞合成人类胚胎样结构诞生 有望打开早期胚胎发育的“黑匣子”

时间 :2023-06-16 18:57:10   来源 : 第一财经

在本周举行的波士顿国际干细胞研究学会年会上，科学家们发布了一项重磅研究成果——他们已经从干细胞中合成了世界上首个人类胚胎样结构，而无需卵子和精子。


【资料图】

尽管这种类似胚胎的结构尚处于人类发育的最早期阶段，但它们没有跳动的心脏或大脑。 科学家们表示，有朝一日它们可以帮助加深对遗传疾病或流产原因的了解。

首个实验室合成的胚胎样结构是由单个人类胚胎干细胞培养而成的，这些干细胞被诱导发育成三个不同的组织层，包括通常会继续发育成卵黄囊、胎盘和胚胎本身的细胞。

这项研究由剑桥大学和加州理工学院联合开展，加州理工学院和剑桥大学生物学和生物工程教授Magdalena Żernicka-Goetz教授在国际干细胞研究学会年会全体会议上首次介绍了这项工作。“我们可以通过胚胎干细胞的重新编程来创建类似人类胚胎的模型。”她在会议上表示。

该研究已被一家知名科学期刊接受，但尚未发表。 然而，合成胚胎在临床上使用的近期前景并不乐观，因为将这些胚胎植入子宫目前并不被法律允许，而且也不清楚这些胚胎样的结构经历了发育的最早阶段之后是否会继续成熟。

然而，这项工作也引发了严重的伦理和法律问题，目前的实验室胚胎至多培养14天。尽管面临巨大的伦理和法律争议，但从事这项研究的科学家强调，研究的动机是让科学家们了解所谓的胚胎“黑匣子”发育时期。

“我只想强调，它们不是人类胚胎，还只是胚胎模型，但它们模仿了一些自然胚胎的特征，看起来与人类胚胎非常相似，这让我们兴奋。”Żernicka-Goetz说道，“它也许在未来可以告诉我们，为什么有些胚胎在发育早期时难以存活。”

与体外受精 (IVF) 产生的人类胚胎不同，目前还没有明确的法规来管理人类胚胎干细胞衍生模型。人类胚胎样结构的培养是否能够突破胚胎研究14天的期限，目前生物伦理学家对此仍有争议。

弗朗西斯·克里克研究所副研究主任James Briscoe在一份声明中说：“迫切需要制定法规，为人类胚胎干细胞衍生模型的创建和使用提供框架。”

一位研究灵长类动物发育的科学家对第一财经记者表示：“我认为，在体外培养过了着床时间的所谓胚胎样结构，与真正着床的人类胚胎是有差别的。”他补充道，即便是孕期只有19天的小鼠，胚胎样结构与能够真正变成一个经过孕期出生的生物个体，完全不是一回事。

Zernicka-Goetz的团队此前曾描述过从小鼠干细胞中合成模型胚胎样结构，并且经过大约八天的发育，这些“胚状体”显示出大脑、心脏和肠道的发育雏形。此后，这种合成技术被科学家相继用于开发灵长类动物和人类的胚胎样结构。

今年4月，中国研究人员用猴子干细胞制造了合成胚胎。但根据已经发表的对小鼠和猴子的干细胞合成胚胎样结构的动物研究表明，即使科学家们试图将它们植入动物子宫，它们也无法继续发育。例如将猴干细胞合成胚胎样结构植入成年猴子的子宫中，尽管一些猴子出现了怀孕的最初迹象，例如母猴开始分泌孕激素，还形成了早期胚胎，但没有一个继续发育超过数日的，一周后这些胚胎样结构就消失了。

科学家们表示，目前尚不清楚阻碍它们进一步发育的障碍仅仅是技术上的，还是有更根本的生物学原因。

英国曼彻斯特大学孕产妇和胎儿健康高级研究员Roger Sturmey在一份声明中说道：“我们可以说这些’合成胚胎’与胚泡有许多共同特征，但重要的是要认识到’合成胚胎’的形成方式与正常卵子和精子结合形成的胚胎之间的异同，这还有很多工作要做。”

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