不用精子和卵子，科学家成功做出小鼠胚胎，有脑细胞有心跳！

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2022-08-26 14:08

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或许不少人还有印象，在科幻片《黑客帝国》描绘的世界里，

地球被机器人统治，人类不再自然繁衍，而是在工厂里被机器批量制造出来…

这两天，《自然》杂志刊登的一篇论文，让这样的场景有了理论上的可能：

剑桥大学和加州理工的研究团队，用小鼠的干细胞合成了胚胎，

这个“合成胚胎”像自然胚胎一样发育，甚至长出了脑子和跳动的心脏。

尽管这个胚胎只存在了八天半，却标志着一项惊人的突破：

不用精子和卵子，人类在实验室里就能合成造出一个哺乳动物胚胎，并可能发育成一个新的个体。

如果进一步联想，这项技术用在人类身上：

取一管血，在实验室里造出个一模一样的人来…？

对很多人来说，这样的画面难以想象。

其实，剑桥大学在这个领域的研究已经快十年了。

只不过他们最初的目的，是想解决人类怀孕过程出现的流产难题。

要解决这类问题，就要深入了解胚胎从诞生到发育的过程。

可是，这类过程都藏在孕妇的子宫内，无法实际观察到。

于是剑桥的研究人员冒出一个想法：

在没有精子和卵子的参与下，用干细胞人工“合成”胚胎，不就能在实验室的显微镜下详细研究这一过程了吗？

剑桥大学研究团队

剑桥大学研究人员立刻着手研究用干细胞“合成”动物胚胎的可能。

干细胞（stem cell）是一种是原始且未特化的细胞，在一定条件下，它能发育成人体（动物）的各种器官和组织，因此，干细胞也被科学家形象地称为“人体的原材料”。

干细胞存在于人类（动物）身体的许多地方，胚胎，血液，骨髓，皮肤里。

理论上，“一定条件”下，这些干细胞都有发育成胚胎的可能，

而这个“一定条件”，便是科学技术需要突破的难点。

其次，干细胞合成胚胎和克隆技术有所不同：

克隆是取出一个体细胞的细胞核，放到一个没有受过精且去掉细胞核的卵子中，让这个体细胞细胞核取代卵子中的细胞核，这个特殊的卵细胞就会像普通受精卵一样，在子宫里生长、发育，成为胚胎。

也就是说，克隆依旧需要借助动物的卵子和子宫来实现，只是最终复制出了和细胞提供者一模一样的个体。

而合成胚胎，则完全是在实验室里，用干细胞创造出一个可能的生命雏形——胚胎，可以说，干细胞合成胚胎，才是真正开启的“上帝造人模式”。

2017年，剑桥大学研究团队经过多年积累，终于正式尝试用小鼠干细胞来合成“胚胎”。

当时，研究人员使用了两种干细胞和一个3D框架，制造了一个非常接近自然小鼠胚胎的结构。

不过，这一次实验并不成功，胚胎发育没有达到预期的效果，研究人员认为这个胚胎不大可能发育成健康胎儿：

“要成长为健康胎儿，可能需要第三种干细胞的参与。”

之后，剑桥大学和加州理工的团队加强合作，寻求这方面的突破。

又是五年的潜心钻研，这周四，研究团队终于宣布，实验室里人工合成的小鼠胚胎取得成功。

剑桥教授Magdalena Zernicka-Goetz透露，他们终于找到了第三种干细胞，在实验室里模仿出了自然环境，让三种老鼠的干细胞互动起来，最终，这些干细胞真的生长出了与胚胎相近的组织。

Zernicka-Goetz教授

从对比图片来看，合成胚胎和相同阶段的自然胚胎已经非常相似了，尤其大脑和心脏部分。

自然胚胎

合成胚胎

不过，这个合成的胚胎仍然有明显的缺陷，它在实验室里只存活了八天半，成功发育出了大脑部分，甚至还有跳动的心脏。

从某种意义上说，Zernicka-Goetz教授和她的团队创造了第一只“人造小鼠”。

这项成果被写成了论文，发表在了《自然》杂志上。

在接受采访时，Zernicka-Goetz坦言这项研究是“梦想成真”，有助于人们进一步了解器官的形成，解决流产问题的根源。

她说：“人类生命的这一阶段充满了谜团，能在培养皿上看到这是怎样发生的。”

“深入研究某些干细胞，就能了解为何那么多妊娠失败了，也能知晓我们或许能避免流产发生了，这都是非常特别的经历。”

当然，长远来看，要合成更健康、更适用深入研究的胚胎，还有更多问题要克服。

与此同时，一些同行也不看好这项研究，比如西班牙巴塞罗那庞培法布拉大学的Alfonso Martinez Arias教授就评价到：

“这的确是个进步，但只在非常初级的开发阶段。表面上看很像一个胚胎，但毕竟是一件有缺陷的东西，这一点无法忽视。”

除此之外，“合成胚胎”还面临法律和伦理方面的考验：

目前英国法律允许最多14天大的人类胚胎在实验室里接受实验，大于这个时间，将视为违法，而“合成胚胎”则没有任何规定。

如果某一天，这项实验真的用于人类，一个用人体干细胞合成的胚胎，有大脑有心跳，在实验室里接受各种测试，却不违法？

恐怕很多人无法想象这样的画面，更不要说这项技术万一被滥用，出现《黑客帝国》里工厂批量合成制造人类的场景…

不过，短期来看，如果这项技术运用得当，依然是利大于弊的：

比如前文提到的了解胚胎发育缺陷，解决流产的问题。

再比如，如果能有效控制合成胚胎的发育，就有可能创造条件，让干细胞合成相应的人体器官。

对于大量需要器官移植的病人来说，这无疑是个巨大的福音。

一项技术的出现并没有好坏之分，关键取决于人类如何运用。

Ref：

https://gizmodo.com/mouse-embryo-made-from-stem-cells-without-sperm-egg-1849453113?utm_source=twitter&utm_medium=SocialMarketing&utm_campaign=dlvrit&utm_content=gizmodo

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05246-3

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来源: qq

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