实验室制作的人类胚胎的第一批完整模型

实验室制作的人类胚胎的第一批完整模型

科学家创造了细胞的空心球,它们在人类最早的发育阶段类似于人类的胚胎。称为“胚泡”的人造胚胎可以使科学家无需进行实际胚胎实验就可以研究人类的早期发育,不育和妊娠流失。

两个独立的研究小组使用不同的方法创建了这些模型胚胎,并各自于3月17日在《自然投资》杂志上发表了他们的研究结果。

一份声明说,一个研究小组从成年人类皮肤细胞开始,对它们进行了基因重新编程,使其类似于胚胎细胞。然后,研究人员将这些修饰的细胞在3D支架上生长,该支架将它们引导成球形。据《自然新闻》报道,这种结构紧密地模仿了人类的胚泡,这种结构通常包含数百个细胞,并在精细胞使卵子受精并随后在子宫壁内植入大约四天后形成。

第二个研究小组始于人类干细胞,包括胚胎干细胞和源自成年皮肤组织的干细胞,被称为“诱导多能干细胞”,据《自然新闻》报道。研究小组用称为生长因子的特殊化学物质处理了干细胞,以诱使它们成为胚泡状。

两个团队都证明了他们自制的囊胚的行为与真实囊胚的行为相似,因为它们形成空心球,并包含三种不同的细胞类型,就像囊胚一样,它们最终形成了人体的不同部位。另外,这些球体可以“植入”到一块塑料板上,该塑料板可以代替人的子宫壁。

尽管有这些相似之处,但没有一个模型能够完美地重现人类胚胎,并且基于类似小鼠模型的证据,这些球很可能无法发育到胚泡阶段以外。根据2019年《发展细胞》杂志的一篇报道,有证据表明,将小鼠胚泡植入小鼠子宫后,它们无法正确分化为其他细胞类型,这可能是由于它们的基因表达与真正的胚泡有何不同。

密歇根大学安阿伯分校机械工程学教授傅建平告诉NPR: “我认为这是该领域的重大进步。” “这确实是人类胚胎的第一个完整模型。”

“利用这项技术,我们可以制造成百上千个这样的结构。因此,这将使我们能够扩大对人类早期发育的理解,”澳大利亚莫纳什大学的发育生物学家,第一项研究的资深作者何塞·波罗说,告诉NPR。“我们认为这将非常重要。”

但是,实验确实提出了一些严重的道德问题。

乔治敦大学的生物伦理学家丹尼尔·苏尔马西(Daniel Sulmasy)告诉NPR:“我敢肯定,当人们开始在皮氏培养皿中创建接近于早期人类的结构时,这会使任何在道德上非常紧张的人感到震惊。” “他们按压信封的次数越多,我认为任何人都会变得越来越紧张,因为人们试图在试管中创造人类。”

《自然》杂志报道说,到目前为止,国际干细胞研究协会(ISSCR)制定了一项指南,规定实验室中人类胚胎实验的时间限制为14天。这个帽的目的是阻止胚胎成熟到超过其细胞开始分化为复杂结构的程度。在人类妊娠中,植入的胚泡会在第14天形成“原始条纹”,这是标志着向这种分化转变的标志。两个研究小组在新的类胚实验中都遵守了这一规则。

根据《自然》杂志的报道,ISSCR计划于2021年5月发布有关胚状结构(如这些胚泡)的更新指南。

该协会在2020年2月发布的一份报告中指出,这种模型“对于理解人类早期发育,生物医学科学以及减少研究中对动物和人类胚胎的使用具有巨大的潜在益处。目前,这方面的工作尚不明确。”

同时,根据美国国立卫生研究院科学政策主任Carrie Wolinetz在3月11日发布的声明,美国国立卫生研究院(NIH)将“继续逐案考虑申请” 。

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