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人造的人類胚胎來了,擔憂也來了…

作者:世界科學

2022年8月,《細胞》與《自然》雜志先後報道了一項生命科學領域的創舉:用幹細胞建立的合成小鼠胚胎,無精、卵參與,完全的幹細胞組裝體,植入子宮後成功發育出器官。(詳情見先Cell,再Nature,無需受精卵的人造胚胎已經發育出了大腦…)

當時研究團隊表達了這樣的暢想:此成果有望提供關于胚胎發育的更多新見解,回答“胚胎早期發育為何經常失敗”的問題,甚至可能推動實驗室培養器官方面的工作,帶來功能齊全的人造器官。

光陰似箭,科技飛奔。10個月前暢想未來的學者,10個月後在國際幹細胞研究學會年會(International Society for Stem Cell Research Annual Meeting)上介紹了他們的新成果:直接用幹細胞創造的人類胚胎。

人造的人類胚胎來了,擔憂也來了…
人造的人類胚胎來了,擔憂也來了…

團隊上司者、發育生物學家瑪格達萊娜·澤尼卡-格茨(Magdalena Zernicka-Goetz)表示:“我們可以通過胚胎幹細胞的重程式設計來建立近似人類胚胎的模型。”這些模型胚胎為我們了解遺傳疾病影響提供了關鍵視窗,也有助于揭示反複流産的生物學原因。

當然,格茨等人的工作也引發了極大的倫理和法律争議。

合成人類胚胎并沒有心髒和大腦等器官的起源,但包含會繼續形成胎盤、卵黃囊和胚胎本身的細胞。

從臨床應用層面看,合成胚胎在近期的前景并不樂觀;而從法律角度講,把它們植入人體子宮毫無疑問違法。目前,尚不清楚這些結構有無可能在度過發育最初期階段後繼續成熟。

人造胚胎工作的一個重要目的,是讓科學家了解人類發育的所謂“黑匣子”時期。

目前科學家隻被允許在實驗室培養胚胎最多14天(法定期限);14天過後,他們隻能通過檢視妊娠掃描和捐贈用于科研的胚胎,更進一步地了解發育過程。

根據格茨在幹細胞年會上的說法,他們将人造胚胎培養到了剛好超過自然胚胎發育14天的階段,也就是原腸胚剛開始形成的階段。(大約在發育的第14天到第22天期間,胚胎會經曆原腸胚形成階段。)當然,他們這項最新工作的全部細節尚未發表于期刊中。

當原腸胚形成階段開始後,胚胎從連續的細胞層轉變至——形成不同細胞系并建立身體(胚胎)的基本軸;在此階段,胚胎尚無心髒、腸道或大腦,但模型胚胎告訴我們,原始細胞,即卵子和精子的前體細胞,此時已存在了。

人造的人類胚胎來了,擔憂也來了…

發育8天後的合成小鼠胚胎

格茨如此說道:“我們的模型是第一個‘三系人類胚胎’模型,它指定了羊膜和生殖細胞、卵子和精子的前體細胞,它很漂亮,完全由胚胎幹細胞創造。”

毫無疑問,人造胚胎技術的發展速度遠超法律完善的速度,而世界各地的許多科學家已經着手制定自願準則以管理合成胚胎的工作。英國弗朗西斯·克裡克研究所的幹細胞生物學家羅賓·洛弗爾-巴治(Robin Lovell-Badge)指出:

人造的人類胚胎來了,擔憂也來了…

“如果我們的大目标是讓這些模型與天然胚胎高度近似,那麼從某種意義上說,我們應當像對待天然胚胎那樣對待人造胚胎。但目前法律并未要求如此。人們對此感到擔憂。”

此外,還有一個非常關鍵的疑問:合成胚胎有無發育成生物的理論可能?

在此前的工作中,由小鼠幹細胞培育而來的合成胚胎與天然胚胎幾乎一模一樣;但當它們被植入雌性小鼠子宮後,隻是發育出了器官,最終并未變成活體動物。

2023年4月,中科院的團隊用猴子細胞創制合成胚胎,并植入成年母猴子宮,其中一部分出現過懷孕的最初迹象,但沒有一個持續發育超過幾天。

科學家表示,尚不清楚阻礙更進一步發育的障礙是技術上的,還是有更基本的生物學原因。而這種未知的潛力令完善立法的需求越發迫切。

資料來源:

Synthetic human embryos created in groundbreaking advance

Advances in synthetic embryos leave legislators needing to catch up

END