科学家使用干细胞制造合成小鼠胚胎

科学家们已经从没有父亲的精子或母亲的卵子或子宫的干细胞中创造了“合成”小鼠胚胎。 实验室制造的胚胎在受精后长达 8.5 天与天然小鼠胚胎相似，包含相同的结构，包括像跳动的心脏一样的结构。 在短期内，研究人员希望利用这些所谓的胚状体更好地了解早期发育阶段和研究疾病背后的机制，而不需要尽可能多的实验动物。这一壮举还可以为未来的研究创造合成人类胚胎奠定基础。 “我们无疑正面临一场新的技术革命，虽然效率仍然很低……但潜力巨大，”西班牙国家生物技术中心的研究教授 Lluís Montoliu 说，他没有参与这项研究。

“这让人想起多莉羊的诞生等惊人的科学进步”等。 周四，加州理工学院的 Magdalena Zernicka-Goetz 及其同事在《自然》杂志上发表的一项研究是描述合成小鼠胚胎的最新研究。本月早些时候，以色列魏茨曼科学研究所的雅各布·汉纳 (Jacob Hanna) 及其同事在《细胞》杂志上发表了一项类似的研究。

Hanna 还是 Nature 论文的合著者。 干细胞生物学专家 Zernicka-Goetz 说，研究早期发育阶段的一个原因是要更深入地了解为什么大多数人类怀孕在早期阶段就失败了，而为体外受精创造的胚胎未能植入和高达 70% 的病例发生。

她说，研究自然发育很困难，原因有很多，包括捐赠用于研究的人类胚胎很少，科学家面临道德约束。 建立胚胎模型是研究这些问题的另一种方法。 为了创造合成胚胎或“类胚胎”，科学家们将胚胎干细胞和其他两种类型的干细胞结合在一起——全部来自小鼠。他们在实验室里这样做了，使用一种特殊类型的培养皿，让三种类型的细胞聚集在一起。

Zernicka-Goetz 说，虽然他们创造的类胚胎并不完美，但最好的胚胎与天然小鼠胚胎“无法区分”。除了心形结构外，它们还发展出头状结构。

“这确实是第一个允许您在整个发育中的小鼠胚胎的背景下研究大脑发育的模型，”她说。 这项工作的根源可以追溯到几十年前，Zernicka-Goetz 和 Hanna 都表示他们的团队多年来一直致力于这一研究方向。 Zernicka-Goetz 说，她的团队在 11 月向 Nature 提交了研究报告。

科学家们表示，接下来的步骤包括尝试诱使合成小鼠胚胎发育超过 8.5 天——最终目标是让它们足月，对于小鼠来说是 20 天。 剑桥大学 Nature 论文的合著者 Gianluca Amadei 说，此时，他们“努力超越” 8 1/2 天的标记。

“我们认为我们将能够让他们度过难关，可以这么说，这样他们就可以继续发展。” 科学家们预计，在没有胎盘的情况下，胚胎在发育约 11 天后会失败，但他们希望研究人员有朝一日也能找到一种方法来制造合成胎盘。在这一点上，他们不知道他们是否能够在没有小鼠子宫的情况下一直获得合成胚胎。

研究人员表示，他们不会很快看到这些合成胚胎的人类版本，但确实会及时发生。汉娜称其为“下一个显而易见的事情”。

其他科学家已经使用人类干细胞创造了一种“胚状体”，一种模仿前胚胎的结构，可以作为真实胚胎的替代研究。 这样的工作受到道德问题的影响。几十年来，在实验室培养人类胚胎的“14 天规则”一直指导着研究人员。去年，国际干细胞研究学会建议在有限的情况下放宽该规定。 科学家们强调，从合成人类胚胎中培育婴儿既不可能，也不在考虑之中。 庞培法布拉大学的发育生物学家阿方索·马丁内斯·阿里亚斯 (Alfonso Martinez Arias) 说：“对这份报告的看法很重要，因为没有它，哺乳动物胚胎已经在体外构建的标题可能会导致人们认为很快就可以对人类进行同样的研究。”

在西班牙，该小组开发了基于干细胞的替代动物发育模型。 “在未来，类似的实验将在人类细胞上进行，并且在某些时候会产生类似的结果，”他说。 “这应该鼓励在这些实验发生之前考虑这些实验的伦理和社会影响。”