近日，来自剑桥大学和加州理工学院的一个研究团队宣布:在没有精子和卵子的情况下，他们已成功通过干细胞创造出了人类胚胎模型。
该团队的研究人员在美国时间6月14日，于波士顿举办的国际干细胞研究学会年会上的全体会议上描述了这项工作，相关研究目前尚未发表在正式的科学期刊或预印本上。一旦研究被证实真实有效，这将是全球首例无需精子卵子结合，人工合成的人类胚胎模型。
根据团队负责人，来自剑桥大学的教授玛格达莱娜(Magdalena Zernicka-Goetz)在会议上的发言，团队采用重新编辑(胚胎干细胞)来创造类似于人类胚胎的模型。
当前，科学家们只被允许在实验室中人工培养胚胎，且胚胎只允许发育到第14天。因此，此次研究尚且不能证明，这种人工合成的人体胚胎模型还会在最初阶段之后继续发育。玛格达莱娜认为，这项研究可以为遗传疾病的影响和复发性流产的生物学原因提供一个关键的窗口。
事实上，在2022年8月，玛格达莱娜团队就进行过类似实验——通过人工手段在实验室“合成”了老鼠胚胎，且能观察到大脑、跳动的心脏以及其他重要身体器官，总共存活了8天。当时，研究人员就表示，已经开始开发类似的人体模型，以用于生成特定的器官类型、同时了解关键过程背后的机制。
自那以后，一场将其研究成果转换为人类胚胎的竞赛就开始了，有几个团队已经能够复制人类胚胎的最早发育阶段。
揭秘
胚胎干细胞究竟是什么?
从早期胚胎或原始性腺中分离出来的一类细胞，研究人员已观察到一些原始细胞存在
这里所说的“干细胞”是人体内唯一具有再生各种组织器官功能的“万能细胞”，而“胚胎干细胞”则是干细胞的一种，是从早期胚胎(原肠胚期之前)或原始性腺中分离出来的一类细胞。理论上来说，胚胎干细胞能被诱导分化为机体几乎所有的细胞类型。
玛格达莱娜表示，每个模型结构都从单个胚胎干细胞开始生长，等生长到了“原肠胚形成”的重要阶段时，胚胎就能从连续的细胞片转变为形成不同的细胞系，并形成身体的基本轴。此时，胚胎还没有发育出心脏、肠道或大脑，但已能观察到一些原始细胞(即精子和卵子的前体细胞)的存在。
合成胚胎将培育到什么阶段?
相当于自然胚胎发育14天以上阶段
目前，玛格达莱娜教授团队的最新研究细节尚未发表在期刊论文上。但在周三会议上发言时，她描述了将胚胎培养到“相当于自然胚胎发育14天以上的阶段”。
玛格达莱娜教授介绍称，每个模型结构都是由单个胚胎干细胞生长而来，达到了被称为“原肠胚形成”的发育里程碑的开始，此时胚胎从连续的细胞片转变为形成不同的细胞系，并形成身体的基本轴。在这个阶段，胚胎还没有心脏、肠道或大脑，但模型显示已存在原始细胞，即卵子和精子的前体细胞。
研究合成胚胎有什么意义?
据称研究目的是了解人类胚胎发育的“黑匣子”时期，有助于研究罕见遗传疾病和流产原因
目前，还没有将合成胚胎用于临床的前景，而且将这些胚胎植入女性的子宫也是非法的。此外，目前也还不清楚这些结构是否有可能在发育的最初阶段之后继续发育。
据悉，这项研究的动机是让科学家了解人类胚胎发育的“黑匣子”时期，之所以这样说是因为科学家们只被允许在实验室里培养胚胎，法定期限最多为14天。然后，他们通过观察孕期扫描，进一步了解胚胎发育的过程。
据介绍，“这个研究目的，是如果科学家真的用干细胞模拟出了正常人类的胚胎发育，人类就可以获得大量关于如何开始发育以及可能出现问题的信息，而不必使用早期的胚胎进行研究。”
玛格达莱娜强调道，“它们不是人类胚胎，是胚胎模型。但它们令人非常兴奋，因为看起来与人类胚胎非常相似，这是发现为什么如此多人怀孕失败(流产)的重要途径，因为大多数流产都发生在我们构建这些胚胎样结构的发育时期。”
科学家们认为，这一重大突破可以提供重要的见解，并有助于研究罕见的遗传疾病和流产的生物学原因。
伯明翰大学功能基因组学副教授Ildem Akerman博士认为，这项最新的研究有着“重大意义，这可以让我们更深入地了解组织和器官是如何形成的，这可能会推动再生医学和发育障碍治疗的进步”。
能否发育成有生命的人类?
仍是未解之谜；此前，小鼠、猴子人造胚胎并未发育成活
尽管如此，Akerman博士还是指出了最新研究的不足之处:尽管这个英国和美国的科学家团队称其为“合成”胚胎，但它们并不是真正意义上的合成胚胎，因为这些胚胎不是从零开始创造的。她表示，“相反，它们是从胚胎中产生的活干细胞中提取的。从本质上讲，科学家所做的就是培养单个干细胞，并促使其成长为有组织的细胞群，理论上，这些细胞群具有发育成可植入胚胎的潜力。因此，这一研究表明，人类胚胎干细胞有可能成为胚胎。”
从理论上讲，这些结构是否有可能成长为一个有生命的生物仍是一个未解之谜。据此前的报道，从小鼠细胞中培养的合成胚胎与天然胚胎几乎全然相同，然而，当它们被植入雌性小鼠的子宫时，这些胚胎并未发育成活的小鼠。
另外，今年4月，中国的研究人员用猴子的细胞制造出了人造胚胎，并将其植入成年雌猴的子宫中，但几天后没有一个胚胎可以继续发育。科学家们表示，目前还不清楚这仅仅是技术上的问题，还是有更根本的生物学方面的原因。
给伦理和法律带来什么挑战?
当前在全球大多数国家和地区不受法律保护，也不能将合成胚胎用于临床
这项最新研究成果凸显出该领域的发展速度已经快于法律，目前英国和其他地方的科学家也已经开始起草自愿的指导方针，以管理合成胚胎的研究。
对于人工合成胚胎，当前在全球大多数国家和地区都不受法律保护，也不能将合成胚胎用于临床，如植入女性子宫也是非法的。因此，这项研究在国内引起了广泛的伦理与法律方面的讨论。
弗朗西斯克里克研究所成员说，这一领域的研究人员应当小心谨慎，并以透明的方式进行研究。危险在于，失误或不合理的主张将对公众和政策制定者产生寒蝉效应，这将是该领域的重大挫折。
有不少没有参与这项研究的科学家表达了他们对这项技术的担忧，还有科学家称“如果这些模型能够发育成正常胚胎，那么它们就应该被同等对待”。现在，已有相关领域科学家开始着手推动合成胚胎的管理准则或立法工作，并连声感叹:“科学超越法律的速度实在是太快了。”
这项研究会导致“严重的伦理和法律问题”。科学家们表示，“这与体外受精产生的人类胚胎不同，体外受精有一个既定的法律框架，但目前还没有明确的法规来管理干细胞人类胚胎模型。因此，业内迫切需要制定法规，为人类胚胎干细胞模型的创造和使用提供一个框架。”
采写:南都记者 杨博雯
综合:新华社 中新社 红星新闻等
