科技日報實習記者?張佳欣
胚胎發(fā)育過程中發(fā)生的事情是大自然最保守的秘密之一，藏在母親的身體深處。現(xiàn)在，科學家首次在不使用精子或卵子的情況下創(chuàng)造了合成小鼠胚胎，使其成 功地在子宮外生長。這些胚胎是在一個特別設(shè)計的生物反應(yīng)器中發(fā)育的，完全來自培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的干細胞。這項突破性實驗由以色列魏茨曼科學研究所進行，相關(guān)論 文發(fā)表在1日的《細胞》雜志上，標志著人類首次在子宮外培育出完全合成的小鼠胚胎。
這種生物反應(yīng)器可以幫助小鼠胚胎干細胞模擬正常胚胎的生長。
(資料圖)
圖片來源：雅各布·漢納實驗室/魏茨曼研究所
這項研究有助于了解干細胞如何在發(fā)育的胚胎中形成各種器官，以及突變?nèi)绾螌?dǎo)致發(fā)育性疾病。
凱斯西儲大學醫(yī)學院遺傳學和基因組科學教授保羅·J·特薩爾說：“當科學開始進入到可以從培養(yǎng)皿中的干細胞群一直發(fā)展到器官的領(lǐng)域，這意味著有一天可以創(chuàng)造一個活的有機體，那將是一個相當狂野和非凡的時代。”
正常 8.5天大的小鼠胚胎（頂部）和源自小鼠干細胞的8天大的“類胚胎”。二者的組織染色圖顯示器官生長和位置相當。
圖片來源：雅各布·漢納實驗室/魏茨曼研究所
幾十年來，科學家一直在尋找使胚胎在子宮外保持存活的方法。去年，魏茨曼科學研究所的胚胎干細胞生物學家雅各布·漢納終于開發(fā)出一種機械子宮，幫助自然小鼠胚胎存活長達11天（典型的小鼠妊娠期約為20天），然而這些胚胎來自受精的小鼠卵子。
為了確定這一程序能否讓干細胞轉(zhuǎn)化為成熟的胚胎，漢納團隊將基本的小鼠胚胎干細胞與經(jīng)過基因改造的胚胎干細胞譜系混合在一起，希望它們能形成組織。當細胞被放在一起時，它們會自組裝成團塊。
5天 后，研究人員將被認為是發(fā)育到胚胎階段的塊狀胚胎轉(zhuǎn)移到一個電子設(shè)備中。該設(shè)備能維持胚胎發(fā)育的理想條件，可視作一種人造子宮。到第8天，這些人造胚胎與 8.5天大的自然胚胎高度相似，擁有跳動的心臟、明顯的頭尾末端、變成骨骼肌的塊狀部分、發(fā)育中的大腦和脊髓，以及開始發(fā)育的其他器官。研究人員指出，這 一發(fā)育過程與正常小鼠胚胎相似。典型的小鼠完整妊娠時間是20天，存活這么長時間的胚胎是罕見的。
在魏茨曼科學研究所培育的合成小鼠胚胎，從左上角第一天到右下角第八天。
圖片來源：雅各布·漢納實驗室/魏茨曼研究所
研究人員還測量了4萬多個類胚細胞的基因活性，發(fā)現(xiàn)所有預(yù)期的細胞類型都位于正確的位置。漢納說：“這確實表明哺乳動物的胚胎可以在子宮外生長。”
特薩爾表示，在胚胎干細胞技術(shù)的發(fā)展中，總會伴隨倫理問題。科學家乃至全社會需要團結(jié)起來，決定界限在哪里，定義什么是道德上可以接受的，并真正將其作為一種創(chuàng)造器官和組織用于移植和治療人類疾病的手段。