本文来自微信公众号：每经头条 （ID：nbdtoutiao），作者：蔡鼎，编辑：兰素英、孙志成、易启江，原文标题：《全球首个！无需精子和卵子，科学家用干细胞合成人类胚胎模型》，题图来自：视觉中国


近日，一组来自剑桥大学和加州理工大学的研究团队宣布，在没有精子和卵子的情况下，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。这无疑是一项突破性的技术，可能很快会为流产和遗传疾病提供全新的见解。


尽管这项研究意义重大，但目前尚未发表在正式的科学期刊上，甚至在预印本上都还没发表。此外，合成胚胎目前在全球大多数国家和地区都不受法律的保护，并且还可能带来严重的伦理和法律问题。例如，没有参与这项研究的科学家就表达了他们对这项技术的担忧，其中有人还称这项技术“令人不寒而栗”。


通过重新编辑干细胞合成人类胚胎模型


美东时间周三（6月14日），剑桥大学和加州理工学院的Magdalena Żernicka-Goetz教授在波士顿举行的国际干细胞研究学会年会的全体会议上展示了这项研究。Żernicka-Goetz教授在会上宣布：“我们现在可以通过重新编辑（胚胎干细胞）来创造类似于人类胚胎的模型。”


科学家们指出，这些模型胚胎与人类早期发育阶段的胚胎相似，可以为研究遗传疾病的影响和反复流产的生物学原因提供一个重要的窗口。需要指出的是，这些胚胎结构没有跳动的心脏，也没有大脑的雏形，但包含了通常会形成胎盘、卵黄巢和胚胎本身的细胞。


《卫报》报道截图


目前，Żernicka-Goetz教授团队的最新研究细节尚未发表在期刊论文上。但在周三会议上发言时，她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”。


Żernicka-Goetz教授介绍称，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。


《卫报》报道中称，目前，还没有将合成胚胎用于临床的前景，而且将这些胚胎植入女性的子宫也是非法的。此外，目前也还不清楚这些结构是否有可能在发育的最初阶段之后继续发育。


据悉，这项研究的动机是让科学家了解人类胚胎发育的“黑匣子”时期，之所以这样说是因为科学家们只被允许在实验室里培养胚胎，法定期限最多为14天。然后，他们通过观察孕期扫描，进一步了解胚胎发育的过程。


伦敦弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）干细胞生物学和发育遗传学负责人Robin Lovell-Badge指出，“这个研究目的，是如果科学家真的用干细胞模拟出了正常人类的胚胎发育，人类就可以获得大量关于我们如何开始发育，以及可能出现问题的信息，而不必使用早期的胚胎进行研究。”


《每日经济新闻》记者注意到，其实在2022年8月，Żernicka-Goetz教授团队还在《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。自那以后，一场将其研究成果转换为人类胚胎的竞赛就开始了，有几个团队已经能够复制人类胚胎的最早发育阶段。


意义重大，但存在“严重的伦理和法律问题”


伯明翰大学功能基因组学副教授Ildem Akerman博士认为，这项最新的研究有着“重大意义，这可以让我们更深入地了解组织和器官是如何形成的，这可能会推动再生医学和发育障碍治疗的进步”。


尽管如此，Akerman博士还是指出了最新研究的不足之处：尽管这个英国和美国的科学家团队称其为“合成”胚胎，但它们并不是真正意义上的合成胚胎，因为这些胚胎不是从零开始创造的。她表示，“相反，它们是从胚胎中产生的活干细胞中提取的。从本质上讲，科学家所做的就是培养单个干细胞，并促使其成长为有组织的细胞群，理论上，这些细胞群具有发育成可植入胚胎的潜力。因此，这一研究表明，人类胚胎干细胞有可能成为胚胎。”


从理论上讲，这些结构是否有可能成长为一个有生命的生物仍是一个未解之谜。据此前的报道，从小鼠细胞中培养的合成胚胎与天然胚胎几乎全然相同，然而，当它们被植入雌性小鼠的子宫时，这些胚胎并未发育成活的小鼠。另外，今年4月，中国的研究人员用猴子的细胞制造出了人造胚胎，并将其植入成年雌猴的子宫中，但几天后没有一个胚胎可以继续发育。科学家们表示，目前还不清楚这仅仅是技术上的问题，还是有更根本的生物学方面的原因。


《卫报》报道中称，Żernicka-Goetz教授团队的最新研究成果凸显出该领域的发展速度已经快于法律，目前英国和其他地方的科学家也已经开始起草自愿的指导方针，以管理合成胚胎的研究。


弗朗西斯克里克研究所的James Briscoe教授说，这一领域的研究人员应当小心谨慎，并以透明的方式进行研究。危险在于，失误或不合理的主张将对公众和政策制定者产生寒蝉效应，这将是该领域的重大挫折。


同时，Briscoe教授强调，这项研究会导致“严重的伦理和法律问题”。他表示，“这与体外受精（IVF）产生的人类胚胎不同，体外受精有一个既定的法律框架，但目前还没有明确的法规来管理干细胞人类胚胎模型。因此，业内迫切需要制定法规，为人类胚胎干细胞模型的创造和使用提供一个框架。”人造的人类胚胎是由胚胎干细胞培育而成，这是一种特殊的人类细胞，能够发育成不同的细胞类型，从肌肉细胞到脑细胞不等。


Briscoe教授还指出，由于此项研究并没有在科学期刊上发表论文，甚至没有在预印本上发表，所以“不可能详细地评论这项研究的科学意义。”他还补充称，“虽然现在还处于早期阶段，但基于干细胞人类胚胎合成模型有着很大的潜力，它们可以为人类发展的关键阶段提供根本性的见解。”


本文来自微信公众号：每经头条 （ID：nbdtoutiao），作者：蔡鼎，编辑：兰素英、孙志成、易启江，校对：卢祥勇