一組來自英國和美國的研究團隊宣布，已成功使用干細胞創(chuàng)造出全球首個人工合成的人類胚胎模型，類似于人類發(fā)育最早階段的胚胎，這無疑是一項重磅突破性的進步。
科學家們認為，這一重大突破可以提供重要的見解，并有助于研究罕見的遺傳疾病和流產(chǎn)的生物學原因。然而，無需卵子和精子創(chuàng)造出的胚胎也引發(fā)了嚴重的道德和法律問題，因為實驗室培育的合成人類胚胎并不在大多數(shù)國家的現(xiàn)行法律管轄范圍之內(nèi)。
全球首個人工“人類胚胎模型”：
相當于自然胚胎發(fā)育14天以上的階段
當?shù)貢r間14日，劍橋大學和加州理工學院的馬格達雷娜·澤尼克-格茨教授在波士頓舉行的國際干細胞研究學會年會上闡述了這項研究成果。
就在不到一年前，2022年8月，澤尼克-格茨團隊在《自然》上發(fā)布了一項重磅研究突破，宣布成功培育出了有完整大腦結構，還有一顆跳動的心臟的人造小鼠胚胎。如今，她的團隊又再進了一步。澤尼克-格茨在會上說：“我們可以通過重新編輯(胚胎干細胞)來創(chuàng)造類似人類胚胎的模型。”
研究團隊制造出的胚胎類似于人類發(fā)育早期階段胚胎，沒有心臟或大腦，但具備繼續(xù)形成胎盤、卵黃囊和胚胎本身的細胞。目前，相關的最新研究細節(jié)尚未發(fā)表在期刊論文上。但在會議上發(fā)言時，澤尼克-格茨描述了將胚胎培養(yǎng)到“相當于自然胚胎發(fā)育14天以上的階段”。
她介紹道，每個模型結構都是由單個胚胎干細胞生長而來，達到了被稱為“原腸胚形成”的發(fā)育里程碑的開始，此時胚胎從連續(xù)的細胞片轉變?yōu)樾纬刹煌募毎?，并形成身體的基本軸。在這個階段，胚胎還沒有心臟、腸道或大腦，但模型顯示已存在原始細胞，即卵子和精子的前體細胞。
“這是第一個明確有羊膜和生殖細胞、卵子和精子的前體細胞的三個主要細胞譜系人類胚胎模型，”澤尼克-格茨在采訪時說道。“它很漂亮，完全由胚胎干細胞制成。”
實驗領頭人強調(diào)：
有助揭秘人類早期發(fā)育的“黑匣子”時期
目前，合成胚胎在臨床上使用的近期前景并不樂觀。根據(jù)現(xiàn)有法律，將它們植入患者的子宮是違法行為，也尚不清楚這些結構是否有可能在發(fā)育的最初階段之后繼續(xù)成熟。澤尼克-格茨團隊此前從小鼠干細胞中創(chuàng)造出類似胚胎的模型結構，在經(jīng)過大約8天的發(fā)育后，這些合成胚胎顯示出大腦、心臟和腸道的雛形。
澤尼克-格茨強調(diào)道，“它們不是人類胚胎，是胚胎模型。但它們令人非常興奮，因為看起來與人類胚胎非常相似，這是發(fā)現(xiàn)為什么如此多人懷孕失敗(流產(chǎn))的重要途徑，因為大多數(shù)流產(chǎn)都發(fā)生在我們構建這些胚胎樣結構的發(fā)育時期。”
據(jù)報道，這項研究的動機是讓科學家了解人類早期發(fā)育的“黑匣子”時期。因為科學家只被允許在實驗室培養(yǎng)胚胎到至多14天的法定期限。然后，他們通過查看妊娠掃描以及捐贈用于研究的胚胎，進一步了解發(fā)育過程。
科學家們認為，這一重大突破可以提供重要的見解，并有助于研究罕見的遺傳疾病和流產(chǎn)的生物學原因。倫敦弗朗西斯·克里克研究所干細胞生物學和發(fā)育遺傳學負責人羅賓·洛弗爾-巴奇說道：“如果你真的用干細胞模擬正常的人類胚胎發(fā)育，你就可以獲得大量關于人類是如何開始發(fā)育、可能出現(xiàn)問題的信息，而不必使用早期胚胎進行研究。”
科研速度快于立法：
勢必帶來嚴重倫理和法律問題
由于合成胚胎目前在全球大多數(shù)國家都不受法律保護，這意味著在實驗室中使用人類胚胎會帶來嚴重的倫理和法律問題。這一突破性進展也再次突顯了該領域的科學發(fā)展速度已快于法律。據(jù)報道，英國及其他國家的科學家已經(jīng)開始起草自愿指導方針，以管理合成胚胎的科研工作。
“如果整個意圖是這些模型與正常胚胎非常相似，那么在某種程度上它們應該受到同樣的對待，”洛弗爾-巴奇說。
從理論上講，這些胚胎結構是否有可能成長為一個有生命的生物，也是一個重要的未解之謎。據(jù)報道，此前科學家們從小鼠細胞中培養(yǎng)的合成胚胎與天然胚胎幾乎完全相同，但當它們被植入雌性老鼠的子宮后，并沒有發(fā)育成活的動物。
