全球首個(gè)！無(wú)需精子和卵子，科學(xué)家用干細(xì)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(lái)自劍橋大學(xué)和加州理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)宣布，在沒(méi)有精子和卵子的情況下，已成功使用干細(xì)胞創(chuàng)造出全球首個(gè)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(wú)疑是一項(xiàng)突破性的進(jìn)步，可能很快會(huì)為流產(chǎn)和遺傳疾病提供全新的見(jiàn)解。

盡管這項(xiàng)研究意義重大，但目前尚未發(fā)表在正式的科學(xué)期刊上，甚至在預(yù)印本上都還沒(méi)發(fā)表。此外，合成胚胎目前在全球大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)都不受法律的保護(hù)，并且還可能帶來(lái)嚴(yán)重的倫理和法律問(wèn)題。例如，沒(méi)有參與這項(xiàng)研究的科學(xué)家就表達(dá)了他們對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的擔(dān)憂，其中有人還稱這項(xiàng)技術(shù)“令人不寒而栗”。

研究人員通過(guò)重新編輯干細(xì)胞合成人類胚胎模型

美東時(shí)間周三（6月14日），劍橋大學(xué)和加州理工學(xué)院的Magdalena ?ernicka-Goetz教授在波士頓舉行的國(guó)際干細(xì)胞研究學(xué)會(huì)年會(huì)的全體會(huì)議上展示了這項(xiàng)研究。?ernicka-Goetz教授在會(huì)上宣布：“我們現(xiàn)在可以通過(guò)重新編輯（胚胎干細(xì)胞）來(lái)創(chuàng)造類似于人類胚胎的模型。”

科學(xué)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(fù)流產(chǎn)的生物學(xué)原因提供一個(gè)重要的窗口。需要指出的是，這些胚胎結(jié)構(gòu)沒(méi)有跳動(dòng)的心臟，也沒(méi)有大腦的雛形，但包含了通常會(huì)形成胎盤(pán)、卵黃巢和胚胎本身的細(xì)胞。

《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道截圖

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

?ernicka-Goetz教授介紹稱，每個(gè)模型結(jié)構(gòu)都是由單個(gè)胚胎干細(xì)胞生長(zhǎng)而來(lái)，達(dá)到了被稱為“原腸胚形成”的發(fā)育里程碑的開(kāi)始，此時(shí)胚胎從連續(xù)的細(xì)胞片轉(zhuǎn)變?yōu)樾纬刹煌募?xì)胞系，并形成身體的基本軸。在這個(gè)階段，胚胎還沒(méi)有心臟、腸道或大腦，但模型顯示已存在原始細(xì)胞，即卵子和精子的前體細(xì)胞。

《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道中稱，目前，還沒(méi)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(xiàng)研究的動(dòng)機(jī)是讓科學(xué)家了解人類胚胎發(fā)育的“黑匣子”時(shí)期，之所以這樣說(shuō)是因?yàn)榭茖W(xué)家們只被允許在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)胚胎，法定期限最多為14天。然后，他們通過(guò)觀察孕期掃描，進(jìn)一步了解胚胎發(fā)育的過(guò)程。

倫敦弗朗西斯·克里克研究所（Francis Crick Institute）干細(xì)胞生物學(xué)和發(fā)育遺傳學(xué)負(fù)責(zé)人Robin Lovell-Badge指出，“這個(gè)研究目的，是如果科學(xué)家真的用干細(xì)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_(kāi)始發(fā)育，以及可能出現(xiàn)問(wèn)題的信息，而不必使用早期的胚胎進(jìn)行研究。”

《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者注意到，其實(shí)在2022年8月，?ernicka-Goetz教授團(tuán)隊(duì)還在《自然》上發(fā)布了一項(xiàng)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(dòng)的心臟的人造小鼠胚胎。自那以后，一場(chǎng)將其研究成果轉(zhuǎn)換為人類胚胎的競(jìng)賽就開(kāi)始了，有幾個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)能夠復(fù)制人類胚胎的最早發(fā)育階段。

意義重大，但存在“嚴(yán)重的倫理和法律問(wèn)題”

伯明翰大學(xué)功能基因組學(xué)副教授Ildem Akerman博士認(rèn)為，這項(xiàng)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(huì)推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)和發(fā)育障礙治療的進(jìn)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(gè)英國(guó)和美國(guó)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)稱其為“合成”胚胎，但它們并不是真正意義上的合成胚胎，因?yàn)檫@些胚胎不是從零開(kāi)始創(chuàng)造的。她表示，“相反，它們是從胚胎中產(chǎn)生的活干細(xì)胞中提取的。從本質(zhì)上講，科學(xué)家所做的就是培養(yǎng)單個(gè)干細(xì)胞，并促使其成長(zhǎng)為有組織的細(xì)胞群，理論上，這些細(xì)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(xì)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(zhǎng)為一個(gè)有生命的生物仍是一個(gè)未解之謎。據(jù)此前的報(bào)道，從小鼠細(xì)胞中培養(yǎng)的合成胚胎與天然胚胎幾乎全然相同，然而，當(dāng)它們被植入雌性小鼠的子宮時(shí)，這些胚胎并未發(fā)育成活的小鼠。另外，今年4月，中國(guó)的研究人員用猴子的細(xì)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(méi)有一個(gè)胚胎可以繼續(xù)發(fā)育。科學(xué)家們表示，目前還不清楚這僅僅是技術(shù)上的問(wèn)題，還是有更根本的生物學(xué)方面的原因。

《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道中稱，?ernicka-Goetz教授團(tuán)隊(duì)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(guó)和其他地方的科學(xué)家也已經(jīng)開(kāi)始起草自愿的指導(dǎo)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(shuō)，這一領(lǐng)域的研究人員應(yīng)當(dāng)小心謹(jǐn)慎，并以透明的方式進(jìn)行研究。危險(xiǎn)在于，失誤或不合理的主張將對(duì)公眾和政策制定者產(chǎn)生寒蟬效應(yīng)，這將是該領(lǐng)域的重大挫折。

同時(shí)，Briscoe教授強(qiáng)調(diào)，這項(xiàng)研究會(huì)導(dǎo)致“嚴(yán)重的倫理和法律問(wèn)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(gè)既定的法律框架，但目前還沒(méi)有明確的法規(guī)來(lái)管理干細(xì)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(xì)胞模型的創(chuàng)造和使用提供一個(gè)框架。”人造的人類胚胎是由胚胎干細(xì)胞培育而成，這是一種特殊的人類細(xì)胞，能夠發(fā)育成不同的細(xì)胞類型，從肌肉細(xì)胞到腦細(xì)胞不等。

Briscoe教授還指出，由于此項(xiàng)研究并沒(méi)有在科學(xué)期刊上發(fā)表論文，甚至沒(méi)有在預(yù)印本上發(fā)表，所以“不可能詳細(xì)地評(píng)論這項(xiàng)研究的科學(xué)意義。”他還補(bǔ)充稱，“雖然現(xiàn)在還處于早期階段，但基于干細(xì)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(jiàn)解。”

封面圖片來(lái)源：每經(jīng)記者 張建攝