全球首個！無需精子和卵子，科學家用干細胞合成人類胚胎模型

每經(jīng)記者 蔡鼎    每經(jīng)編輯 蘭素英    

近日，一組來自劍橋大學和加州理工大學的研究團隊宣布，在沒有精子和卵子的情況下，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。這無疑是一項突破性的進步，可能很快會為流產(chǎn)和遺傳疾病提供全新的見解。

盡管這項研究意義重大，但目前尚未發(fā)表在正式的科學期刊上，甚至在預印本上都還沒發(fā)表。此外，合成胚胎目前在全球大多數(shù)國家和地區(qū)都不受法律的保護，并且還可能帶來嚴重的倫理和法律問題。例如，沒有參與這項研究的科學家就表達了他們對這項技術(shù)的擔憂，其中有人還稱這項技術(shù)“令人不寒而栗”。

研究人員通過重新編輯干細胞合成人類胚胎模型

美東時間周三（6月14日），劍橋大學和加州理工學院的Magdalena ?ernicka-Goetz教授在波士頓舉行的國際干細胞研究學會年會的全體會議上展示了這項研究。?ernicka-Goetz教授在會上宣布：“我們現(xiàn)在可以通過重新編輯（胚胎干細胞）來創(chuàng)造類似于人類胚胎的模型。”

科學家們指出，這些模型胚胎與人類早期發(fā)育階段的胚胎相似，可以為研究遺傳疾病的影響和反復流產(chǎn)的生物學原因提供一個重要的窗口。需要指出的是，這些胚胎結(jié)構(gòu)沒有跳動的心臟，也沒有大腦的雛形，但包含了通常會形成胎盤、卵黃巢和胚胎本身的細胞。

《衛(wèi)報》報道截圖

目前，?ernicka-Goetz教授團隊的最新研究細節(jié)尚未發(fā)表在期刊論文上。但在周三會議上發(fā)言時，她描述了將胚胎培養(yǎng)到“相當于自然胚胎發(fā)育14天以上的階段”。

?ernicka-Goetz教授介紹稱，每個模型結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)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。

《衛(wèi)報》報道中稱，目前，還沒有將合成胚胎用于臨床的前景，而且將這些胚胎植入女性的子宮也是非法的。此外，目前也還不清楚這些結(jié)構(gòu)是否有可能在發(fā)育的最初階段之后繼續(xù)發(fā)育。

據(jù)悉，這項研究的動機是讓科學家了解人類胚胎發(fā)育的“黑匣子”時期，之所以這樣說是因為科學家們只被允許在實驗室里培養(yǎng)胚胎，法定期限最多為14天。然后，他們通過觀察孕期掃描，進一步了解胚胎發(fā)育的過程。

倫敦弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）干細胞生物學和發(fā)育遺傳學負責人Robin Lovell-Badge指出，“這個研究目的，是如果科學家真的用干細胞模擬出了正常人類的胚胎發(fā)育，人類就可以獲得大量關(guān)于我們?nèi)绾伍_始發(fā)育，以及可能出現(xiàn)問題的信息，而不必使用早期的胚胎進行研究。”

《每日經(jīng)濟新聞》記者注意到，其實在2022年8月，?ernicka-Goetz教授團隊還在《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(jié)構(gòu)，還有一顆跳動的心臟的人造小鼠胚胎。自那以后，一場將其研究成果轉(zhuǎn)換為人類胚胎的競賽就開始了，有幾個團隊已經(jīng)能夠復制人類胚胎的最早發(fā)育階段。

意義重大，但存在“嚴重的倫理和法律問題”

伯明翰大學功能基因組學副教授Ildem Akerman博士認為，這項最新的研究有著“重大意義，這可以讓我們更深入地了解組織和器官是如何形成的，這可能會推動再生醫(yī)學和發(fā)育障礙治療的進步”。

盡管如此，Akerman博士還是指出了最新研究的不足之處：盡管這個英國和美國的科學家團隊稱其為“合成”胚胎，但它們并不是真正意義上的合成胚胎，因為這些胚胎不是從零開始創(chuàng)造的。她表示，“相反，它們是從胚胎中產(chǎn)生的活干細胞中提取的。從本質(zhì)上講，科學家所做的就是培養(yǎng)單個干細胞，并促使其成長為有組織的細胞群，理論上，這些細胞群具有發(fā)育成可植入胚胎的潛力。因此，這一研究表明，人類胚胎干細胞有可能成為胚胎。”

從理論上講，這些結(jié)構(gòu)是否有可能成長為一個有生命的生物仍是一個未解之謎。據(jù)此前的報道，從小鼠細胞中培養(yǎng)的合成胚胎與天然胚胎幾乎全然相同，然而，當它們被植入雌性小鼠的子宮時，這些胚胎并未發(fā)育成活的小鼠。另外，今年4月，中國的研究人員用猴子的細胞制造出了人造胚胎，并將其植入成年雌猴的子宮中，但幾天后沒有一個胚胎可以繼續(xù)發(fā)育?？茖W家們表示，目前還不清楚這僅僅是技術(shù)上的問題，還是有更根本的生物學方面的原因。

《衛(wèi)報》報道中稱，?ernicka-Goetz教授團隊的最新研究成果凸顯出該領(lǐng)域的發(fā)展速度已經(jīng)快于法律，目前英國和其他地方的科學家也已經(jīng)開始起草自愿的指導方針，以管理合成胚胎的研究。

弗朗西斯克里克研究所的James Briscoe教授說，這一領(lǐng)域的研究人員應當小心謹慎，并以透明的方式進行研究。危險在于，失誤或不合理的主張將對公眾和政策制定者產(chǎn)生寒蟬效應，這將是該領(lǐng)域的重大挫折。

同時，Briscoe教授強調(diào)，這項研究會導致“嚴重的倫理和法律問題”。他表示，“這與體外受精（IVF）產(chǎn)生的人類胚胎不同，體外受精有一個既定的法律框架，但目前還沒有明確的法規(guī)來管理干細胞人類胚胎模型。因此，業(yè)內(nèi)迫切需要制定法規(guī)，為人類胚胎干細胞模型的創(chuàng)造和使用提供一個框架。”人造的人類胚胎是由胚胎干細胞培育而成，這是一種特殊的人類細胞，能夠發(fā)育成不同的細胞類型，從肌肉細胞到腦細胞不等。

Briscoe教授還指出，由于此項研究并沒有在科學期刊上發(fā)表論文，甚至沒有在預印本上發(fā)表，所以“不可能詳細地評論這項研究的科學意義。”他還補充稱，“雖然現(xiàn)在還處于早期階段，但基于干細胞人類胚胎合成模型有著很大的潛力，它們可以為人類發(fā)展的關(guān)鍵階段提供根本性的見解。”

封面圖片來源：每經(jīng)記者 張建攝