科学家用干细胞合成全球首个人类胚胎模型

本文转自：鲁中晨报

无需卵子和精子

科学家用干细胞合成全球首个人类胚胎模型

显微镜下一个合成的小鼠胚胎图像

显微镜下的人类胚胎

一组来自英国和美国的研究团队宣布,已成功使用干细胞创造出全球首个人工合成的人类胚胎模型,类似于人类发育最早阶段的胚胎,这无疑是一项重磅突破性的进步。

科学家们认为,这一重大突破可以提供重要的见解,并有助于研究罕见的遗传疾病和流产的生物学原因。然而,无需卵子和精子创造出的胚胎也引发了严重的道德和法律问题,因为实验室培育的合成人类胚胎并不在大多数国家的现行法律管辖范围之内。

全球首个

人工“人类胚胎模型”:

相当于自然胚胎

发育14天以上的阶段

当地时间14日,剑桥大学和加州理工学院的马格达雷娜·泽尼克-格茨教授在波士顿举行的国际干细胞研究学会年会上阐述了这项研究成果。

就在不到一年前,2022年8月,泽尼克-格茨团队在《自然》上发布了一项重磅研究突破,宣布成功培育出了有完整大脑结构,还有一颗跳动的心脏的人造小鼠胚胎。如今,她的团队又再进了一步。泽尼克-格茨在会上说:“我们可以通过重新编辑(胚胎干细胞)来创造类似人类胚胎的模型。”

研究团队制造出的胚胎类似于人类发育早期阶段胚胎,没有心脏或大脑,但具备继续形成胎盘、卵黄囊和胚胎本身的细胞。目前,相关的最新研究细节尚未发表在期刊论文上。但在会议上发言时,泽尼克-格茨描述了将胚胎培养到“相当于自然胚胎发育14天以上的阶段”。

她介绍道,每个模型结构都是由单个胚胎干细胞生长而来,达到了被称为“原肠胚形成”的发育里程碑的开始,此时胚胎从连续的细胞片转变为形成不同的细胞系,并形成身体的基本轴。在这个阶段,胚胎还没有心脏、肠道或大脑,但模型显示已存在原始细胞,即卵子和精子的前体细胞。

“这是第一个明确有羊膜和生殖细胞、卵子和精子的前体细胞的三个主要细胞谱系人类胚胎模型,”泽尼克-格茨在采访时说道。“它很漂亮,完全由胚胎干细胞制成。”

实验领头人强调:

有助揭秘

人类早期发育的“黑匣子”时期

目前,合成胚胎在临床上使用的近期前景并不乐观。根据现有法律,将它们植入患者的子宫是违法行为,也尚不清楚这些结构是否有可能在发育的最初阶段之后继续成熟。泽尼克-格茨团队此前从小鼠干细胞中创造出类似胚胎的模型结构,在经过大约8天的发育后,这些合成胚胎显示出大脑、心脏和肠道的雏形。

泽尼克-格茨强调道,“它们不是人类胚胎,是胚胎模型。但它们令人非常兴奋,因为看起来与人类胚胎非常相似,这是发现为什么如此多人怀孕失败(流产)的重要途径,因为大多数流产都发生在我们构建这些胚胎样结构的发育时期。”

据报道,这项研究的动机是让科学家了解人类早期发育的“黑匣子”时期。因为科学家只被允许在实验室培养胚胎到至多14天的法定期限。然后,他们通过查看妊娠扫描以及捐赠用于研究的胚胎,进一步了解发育过程。

科学家们认为,这一重大突破可以提供重要的见解,并有助于研究罕见的遗传疾病和流产的生物学原因。伦敦弗朗西斯·克里克研究所干细胞生物学和发育遗传学负责人罗宾·洛弗尔-巴奇说道:“如果你真的用干细胞模拟正常的人类胚胎发育,你就可以获得大量关于人类是如何开始发育、可能出现问题的信息,而不必使用早期胚胎进行研究。”

科研速度快于立法:

势必带来严重伦理和法律问题

由于合成胚胎目前在全球大多数国家都不受法律保护,这意味着在实验室中使用人类胚胎会带来严重的伦理和法律问题。这一突破性进展也再次突显了该领域的科学发展速度已快于法律。据报道,英国及其他国家的科学家已经开始起草自愿指导方针,以管理合成胚胎的科研工作。

“如果整个意图是这些模型与正常胚胎非常相似,那么在某种程度上它们应该受到同样的对待,”洛弗尔-巴奇说。

从理论上讲,这些胚胎结构是否有可能成长为一个有生命的生物,也是一个重要的未解之谜。据报道,此前科学家们从小鼠细胞中培养的合成胚胎与天然胚胎几乎完全相同,但当它们被植入雌性老鼠的子宫后,并没有发育成活的动物。