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人类胚胎的首个完整模型在实验室生成,若继续开发将引发伦理问题

来源:科技日报    时间:2021-03-18    

  科学家使用人体细胞生成了人类胚胎的第一个完整模型。英国《自然》杂志17日发表两项发育生物学领域重磅研究成果:科学家描述了两种在实验室生成的人囊胚样结构。这些结果为研究人体早期发育提供了极其重要的模型,将能增进我们对早期发育缺陷的认识,同时帮助开发全新的体外受精(IVF)相关疗法。

部分研究示意图

  卵子在受精后的几天内会发育成囊胚。囊胚是一种球形结构,外层的细胞包裹着充满液体的内腔,腔内含有大量胚胎细胞。不过,由于缺少合适的模型,人类现阶段对人体早期胚胎发育的理解一直很有限。对IVF治疗后捐献的人囊胚的研究提供了一些见解,但这些囊胚的可及性和使用都受到了限制。近来,实验室已经生成了名为胚状体的小鼠囊胚样结构,这种胚状体可以模拟小鼠早期发育的多个方面,但此前,从没有研究报告过使用人体细胞生成的类似胚状体。

  此次,澳大利亚莫纳什大学克雷顿校区团队重编程了人成纤维细胞——结缔组织的主要细胞类型,从而在实验室构建了人囊胚的三维模型,并称其为“iBlastoids”(“诱导胚状体”)。研究人员发现,“诱导胚状体”不仅能模拟囊胚的整体结构,还能支持多能干细胞和滋养层干细胞的生长。其也可以模拟早期着床的多个方面,不过,研究者指出“诱导胚状体”不应被看作与人囊胚是等价的。

  在另一项研究中,美国得克萨斯大学西南医学中心团队开发了一种能从人多能干细胞得到囊胚样结构的三维培养方法,他们将该结构称为“人胚状体”。这种人胚状体在形态、大小、细胞数量、不同细胞系的构成方面都类似于人囊胚。人胚状体能产生胚胎干细胞和胚外干细胞,并能自组织成具有围着床期人胚胎特征的结构。此外,研究团队还发现了蛋白激酶C在胚状体腔形成中的信号转导作用。但他们强调,人胚状体与人囊胚并不等价,也无法发育成可存活的胚胎。

  美国密歇根大学安娜堡分校科学家同时发表了题为《人类胚胎的第一个完整模型》的新闻观点文章指出,若要继续开发人胚胎模型(包括人胚状体),就要对这类研究的科学意义以及其伴随的社会和伦理问题进行公众对话。

  总编辑圈点

  这两个模型,可说是迄今在实验室内重现的人体早期发育关键结构的最大成就,为推进人类胚胎学提供了非常有价值的模型。而如果我们要改善辅助生殖技术并最大化防止怀孕和出生缺陷,就需要对人类早期发展有更正确的理解。不过,无论评价者还是研究者自己,都认为它们目前与实际的人胚胎还有许多差别,因此不应被看作是一回事。但毫无疑问,随着下一步实验方法的优化,这些胚状体将能更好地模拟人囊胚,或者说,更像人胚胎,从而引发一些生物伦理问题。

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