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无需生殖细胞和子宫,科学家人工合成小鼠胚胎!或为干细胞疗法提供重要线索

每日经济新闻 2022-08-11 18:38:35

◎虽然研究人员成功使用干细胞合成了胚胎,但这是一个极易出错的过程,只有一小部分胚胎能继续发育出跳动的心脏和其他器官。

每经记者 文巧    每经编辑 高涵    

近日,以色列研究人员在不使用精子、卵子和子宫的情况下,成功合成了小鼠胚胎,并将小鼠胚胎在人造子宫中培养了8天时间。《华盛顿邮报》评论称,这一研究进展为干细胞科学领域打开了一扇窗户,有朝一日或许可被用来创造人类的替代器官,拯救数以万计的生命。

8月初,在一篇发表于《细胞》的研究中,来自以色列魏茨曼科学研究所的科研团队利用小鼠的胚胎干细胞制造出了一些人造小鼠胚胎,并使用了一种新型的生物反应器对它们进行培养,使得胚胎发育出心脏和一些器官雏形。

实验中,研究人员将小鼠基础的胚胎干细胞系和基因改造后的胚胎干细胞系在培养皿中一起培养了5天,随后转移到了旋转的培养容器中。

在培养的第8天时,细胞形成的类胚状体组织非常类似于自然情况下发育8.5天的胚胎:拥有跳动的心脏、清晰的头尾末端,且形成骨骼肌的块状体节和发育中的大脑和脊髓,以及其他器官的雏形。

研究人员还测量了其中4万多个胚胎细胞的基因活性,发现预期的所有类型的细胞都在正确的位置。

“这是我们了解胚胎如何自我构建的一个重要里程碑,” 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)表示,同时他称该实验为一个“游戏规则改变者”。

有研究人员表示,这项研究提出了合成人类胚胎的可能性,因此有必要继续就如何处理这些人造胚胎进行社会讨论。

不过,在领导该研究的干细胞科学家雅各布•汉纳(Jacob Hanna)看来,这项研究的希望并不在于用这项技术来替代生殖(过程),而在于能够创造合成人类胚胎模型的一种模式,从而培育出可以用于治疗的器官前体。

过去几十年来,干细胞疗法主要被期望用以修复人体自身组织。由于干细胞可以培育成任何组织或器官,因而它在修复脊髓损伤、受损心脏或用来治愈糖尿病等方面具有巨大的潜力。然而,将干细胞培育成复杂的、有功能的组织一直是一个艰难的挑战。

因此,汉纳希望通过这项研究对干细胞早期培育过程中进行观察,为干细胞疗法提供重要的线索。

不过,需要指出的是,这项研究证明了一个完整的合成胚胎可以由胚胎干细胞合成,但实验并未把培养后的胚胎转移回小鼠子宫中来尝试发展出生命。并且,据《华盛顿邮报》报道,虽然研究人员成功使用干细胞合成了胚胎,但这是一个极易出错的过程,只有一小部分胚胎能继续发育出跳动的心脏和其他器官。

具体来讲,每10000个细胞团中大约仅有50个能够成功合成胚胎,其余的都无法正常发育。汉纳还表示,尽管合成的小鼠胚胎与天然的小鼠胚胎非常相似,但它们并不完全相同。

此外,本次实验仅进行到人工合成胚胎发育的第8天,此后小鼠胚胎就停止了发育,其中的原因尚不清楚,还有待更深入的研究。

封面图片来源:视觉中国-VCG11470024947

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