新浪科技訊 北京時(shí)間3月25日消息，科學(xué)家近日成功利用人類干細(xì)胞模擬了胚胎發(fā)育的早期階段。

　　多支研究團(tuán)隊(duì)各自獨(dú)立地發(fā)表報(bào)告稱，自己培育出了形似人類囊胚的細(xì)胞團(tuán)（囊胚約于卵子受精四天后形成）。兩支團(tuán)隊(duì)在3月17日的《自然》期刊上發(fā)表了自己的研究成果。而就在一周之前，還有兩支團(tuán)隊(duì)也在論文預(yù)印網(wǎng)站bioRxiv上發(fā)布了類似的成果，但尚未經(jīng)過(guò)同行評(píng)審。這些實(shí)驗(yàn)為我們提供了一個(gè)了解人類發(fā)育過(guò)程中關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)的機(jī)會(huì)，也讓我們無(wú)需用人類胚胎做實(shí)驗(yàn)、便可更好地了解流產(chǎn)與不孕不育問(wèn)題。

　　“這是一個(gè)重要的里程碑?！泵苄髮W(xué)生物工程師傅劍平指出。

　　科學(xué)家目前對(duì)胚胎發(fā)育早期階段的了解部分來(lái)自于對(duì)人類胚胎的研究。但出于道德倫理考慮，這些胚胎的使用存在限制，受到嚴(yán)格監(jiān)管?？茖W(xué)家指出，由于在實(shí)驗(yàn)室中用人類干細(xì)胞培育的囊胚與人類胚胎存在區(qū)別，因此也許可以避開(kāi)人類胚胎研究受到的那些限制，從而能更多地開(kāi)展這類研究工作。他們并不認(rèn)為這些類似囊胚的結(jié)構(gòu)有能力發(fā)育成為完整胚胎。

　　研究人員此前曾在實(shí)驗(yàn)室中用小鼠干細(xì)胞培育出過(guò)囊胚，但小鼠的發(fā)育路徑與人類不同，因此培育出的結(jié)構(gòu)并不適合研究人類發(fā)育。

　　而上述最新研究“成功將所有要素結(jié)合在了一起，建立起了胚胎發(fā)育最早期的模型?！奔幽么蠖鄠惗鄡和t(yī)院發(fā)育生物學(xué)家簡(jiǎn)妮特?洛桑特表示，“我們對(duì)這一階段的了解相當(dāng)欠缺。”
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　　局限

　　受孕之后，囊胚會(huì)在第7或第8天時(shí)植入子宮壁，最外層細(xì)胞后續(xù)會(huì)逐漸發(fā)育為胎盤(pán)，內(nèi)側(cè)的細(xì)胞團(tuán)則會(huì)發(fā)育成胚胎。

　　科學(xué)家此前曾用人類胚胎干細(xì)胞觀察過(guò)胚胎在第18至20天的發(fā)育情況。但新開(kāi)展的這些實(shí)驗(yàn)則將觀察時(shí)間進(jìn)一步提前，在目前實(shí)驗(yàn)室培育出的模型中，其所處發(fā)育階段最早。

　　科學(xué)家對(duì)這一階段的了解，部分程度上來(lái)自在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)13天以內(nèi)的人類胚胎的研究。有十幾個(gè)國(guó)家的法律法規(guī)、以及國(guó)際干細(xì)胞研究學(xué)會(huì)（ISSCR）的指導(dǎo)方針都將實(shí)驗(yàn)室培育胚胎的時(shí)間限定在受精后14天以內(nèi)。此時(shí)，囊胚已經(jīng)完成移植，胚胎中開(kāi)始出現(xiàn)“原線”，標(biāo)志著細(xì)胞開(kāi)始分化、變得更加多樣和復(fù)雜。

　　在其中一項(xiàng)發(fā)表在《自然》上的研究中，一支由德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心與昆明醫(yī)科大學(xué)組成的研究團(tuán)隊(duì)用一系列生長(zhǎng)因子對(duì)人類干細(xì)胞進(jìn)行了處理，使之形成人造的“類人囊胚”。他們使用的是從人類胚胎中提取的干細(xì)胞、以及由成人皮膚細(xì)胞轉(zhuǎn)化而成的干細(xì)胞，二者都取得了成功。

　　在另一項(xiàng)研究中，澳大利亞莫納什大學(xué)的何塞?波羅與同事們則對(duì)成人皮膚細(xì)胞進(jìn)行了重新編輯，由此生成了一系列不同細(xì)胞的混合物，其中有些進(jìn)一步發(fā)育形成了類人囊胚。

　　“類人囊胚真的完全等同于人類胚胎嗎？”美國(guó)萊斯大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家阿里耶?瓦姆弗萊士提出，“肯定不是。那它是研究囊胚階段胚胎的理想模型嗎？我認(rèn)為有可能。”

　　兩支團(tuán)隊(duì)培育出的人造結(jié)構(gòu)都與真正的囊胚類似，中心形成了一個(gè)空腔，一角分布著一堆細(xì)胞（在真正的囊胚中，這些細(xì)胞會(huì)繼續(xù)發(fā)育為胚胎組織）。他們培育的結(jié)構(gòu)中還包含構(gòu)成囊胚的三種標(biāo)志性細(xì)胞類型。不僅如此，他們還設(shè)法讓這些類人囊胚“移植”到了塑料膜上，并在進(jìn)一步發(fā)育之后、達(dá)到了類似人類囊胚移植到子宮壁之后的狀態(tài)。

　　這套流程在傅劍平等研究人員看來(lái)十分熟悉。他曾在培育小鼠類囊胚的過(guò)程中見(jiàn)過(guò)類似的方法?！盁o(wú)論如何，這的確是至關(guān)重要的一步。”

　　另外兩支發(fā)表了預(yù)印論文的研究團(tuán)隊(duì)利用的則是多能干細(xì)胞，也取得了類似的研究成果。

　　“我們希望今后能通過(guò)這套模型，進(jìn)一步了解人類發(fā)育的早期階段，以及弄清不同的基因功能和突變情況。”德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心分子生物學(xué)家吳軍指出。他帶領(lǐng)了發(fā)表在《自然》期刊上的其中一項(xiàng)研究。
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　　解決方案

　　不過(guò)，這些研究團(tuán)隊(duì)都承認(rèn)，自己的方法尚有改進(jìn)的余地。發(fā)表在《自然》上的兩項(xiàng)研究都表示，在經(jīng)過(guò)重新編輯或轉(zhuǎn)化的細(xì)胞中，只有約10%可以發(fā)育成類人囊胚。并且兩支團(tuán)隊(duì)都承認(rèn)，他們培育出的結(jié)構(gòu)中存在一些人類囊胚中一般不包含的細(xì)胞。

　　“這是個(gè)不錯(cuò)的開(kāi)端?！甭迳Ｌ剡@樣評(píng)價(jià)道。但考慮到上述因素，“可以預(yù)見(jiàn)，這些研究可能不大容易復(fù)制。”

　　在《自然》上發(fā)表報(bào)告的兩支團(tuán)隊(duì)都嚴(yán)格遵守了14天的限制，在自己培育的結(jié)構(gòu)達(dá)到人類胚胎發(fā)育兩周的同等水平后，沒(méi)有讓它們進(jìn)一步生長(zhǎng)下去。

　　不過(guò)有一些發(fā)育生物學(xué)家認(rèn)為，這些人造結(jié)構(gòu)與人類胚胎存在一點(diǎn)關(guān)鍵區(qū)別?？茖W(xué)家并不認(rèn)為這些結(jié)構(gòu)能夠存活，主要是因?yàn)橛凶C據(jù)顯示，小鼠類囊胚在移植到小鼠子宮中之后，并未進(jìn)一步發(fā)育成胚胎。

　　但它們與人類囊胚的相似程度仍然引發(fā)了一些倫理問(wèn)題。國(guó)際干細(xì)胞研究學(xué)會(huì)已經(jīng)意識(shí)到了這一點(diǎn)，將于今年五月發(fā)布針對(duì)類胚胎結(jié)構(gòu)研究的修訂版指導(dǎo)方針。

　　由于這些模型結(jié)構(gòu)極其精細(xì)復(fù)雜，發(fā)育潛能充滿了不確定性，且人們尚不知是否該將其作為真正的胚胎來(lái)對(duì)待，相關(guān)研究很難獲得資金贊助。例如，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院就以迪基維克法案（該法案禁止政府贊助涉及創(chuàng)造或摧毀人類胚胎的研究）為由，不愿為這類研究提供資金。但研究人員提出，這些人造結(jié)構(gòu)與天然人類胚胎不同，呼吁該機(jī)構(gòu)對(duì)資金贊助標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行澄清。

　　去年，該機(jī)構(gòu)的政策辦公室在華盛頓召開(kāi)了一次會(huì)議，邀請(qǐng)美國(guó)國(guó)家學(xué)院的頂尖研究人員參會(huì)，共同探討該領(lǐng)域的關(guān)鍵里程碑。就在本月，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院科學(xué)政策主任凱莉?沃利內(nèi)茲表示，該機(jī)構(gòu)將考慮為模擬胚胎發(fā)育的干細(xì)胞模型結(jié)構(gòu)研究提供贊助，不過(guò)屆時(shí)還要具體案例具體分析。


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