无需精子卵子,科学家成功合成出人类胚胎?人造宝宝指日可待(组图)
科学家的新研究,开始越来越像科幻片了……最近,有人不使用卵子和精子,凭空合成出了人类胚胎…………
人造宝宝似乎指日可待?!做出这项研究的是剑桥大学和加州理工大学的生物学教授,玛格达莱纳·泽尼卡-格茨(Magdalena Zernicka-Goetz)。
如果你觉得这位教授看着眼熟,不是错觉,10个月前我们在“小鼠合成胚胎”里写过她。(戳此回顾)读博的时候,玛格达莱纳就对早期怀孕感兴趣。胎儿在发育时有一段神秘的“黑匣子时期”,它是在受精后的17天内,以及胚胎将自己固定到子宫内壁上的一周。这段时间非常关键,但因为胚胎太小,科学家无法观测到发生了什么。
如果把胚胎放到子宫外培育观察,一切迎刃而解,可一方面是技术有限,胚胎大约只能在体外活9天左右,另一方面,多国政府出于伦理原因,禁止体外培育超过14天,违者属于刑事犯罪。玛格达莱纳认为研究“黑匣子”是解决流产的关键点。每年,全球约有2300万次流产,其中大部分人是在怀孕前三个月内流产,有的人还会反复流产。
胚胎的早期发育也许能解答为什么会出现这种状况。玛格达莱纳想研究黑匣子时期,但她不想坐牢。
于是,她想到人工合成胚胎,把类似人类胚胎的组织放在实验室里培育和观测。这就有了那个神奇的小鼠合成胚胎。
去年,玛格达莱纳和她的助手们让三种小鼠干细胞相互作用。在模拟自然的发育环境下,三种干细胞渐渐长出和胚胎相似的组织。它有心跳、有大脑、有肠道和能提供营养的卵黄囊,构成身体的基础组件它都有。
(上面是自然胚胎,下面是合成胚胎)
从图像看上,合成胚胎和天然胚胎几乎没有差别,也就是说,人类无中生有创造出了一只鼠胎儿……虽然这个合成胚胎只在实验室里活了8天就死了,但它带来的影响很大。
既然合成的小鼠胚胎可以成功,那人类胚胎也能成功吧?
一些人迫不及待地问玛格达莱纳,如果把技术放在人类身上会怎样。
这周三,她在波士顿国际干细胞研究学会的年会上给出了答案:已经成功合成人类胚胎,胎儿发育早期的研究取得突破性进步!
玛格达莱纳用的方法和上次差不多。她没提取卵子和精子,直接把胚胎干细胞放在试验环境里,一步步诱导它分化。胚胎干细胞能分化成三个胚层,也就是外胚层、中胚层和内胚层。它们组成了原肠胚,进一步生长成不同器官,包括血管、骨头、脊髓、肌肉等。在黑匣子时期,没人亲眼目睹过人类原肠胚的形成过程。但玛格达莱纳看到了实验室里原肠胚的形成,她说这是里程碑式的一幕。
玛格达莱纳合成的人类胚胎活了14天以上,和之前的小鼠胚胎比大有进步。不过,人类胚胎的发育度比不上小鼠,玛格达莱纳说,她们做出的人类胚胎没有心跳和大脑,只有细胞。“我们通过重新编辑胚胎干细胞,做出了类似人类胚胎的结构。” 她说,“整个结构都是由单一的胚胎干细胞生长出来的,它进入了原肠胚阶段,这是人类胎儿发育的里程碑。”“胚胎从一片片细胞变成彼此独立的细胞群,它们将组成身体的基本部件。在这个阶段,胚胎还没有跳动的心脏、肠道和大脑。不过它展示了原细胞的存在,也就是卵子和精子的前体细胞。”
玛格达莱纳的论文尚未发表,不过她认为这次研究很成功的,因为创造了历史第一。“我们做出的三层人类胚胎模型,是世界上第一个拥有羊膜和生殖细胞的人类模型。它之后能分化成卵子和精子。”“整个模型非常漂亮,是完全由胚胎干细胞生成的。”
不用卵子和精子,科学家已经能凭空造出人类胚胎,那未来,人造宝宝也能出现了?理论上有可能实现,但现在还差得远。“我想强调的是,它们不算人类胚胎,只是胚胎模型。不过,它们足够令人兴奋,因为看起来与人类胚胎非常相似。
我们可以通过它了解为什么很多人无法成功怀孕,因为大部分流产都发生在我们培育模型的阶段。”“另外我想说,虽然胚胎模型拥有自然胚胎的一些特征,但它并不具备所有特征。”
玛格达莱纳也不清楚具体缺失哪些特征,毕竟它只活了两周多。
如果它还活着,就算把它塞进人类子宫,也未必能生出孩子。(注意:在很多国家,把合成胚胎放入人类子宫是违法行为)之前,有人合成出近乎完美的小鼠胚胎,看上去与天然胚胎完全一样。但把它们植入母老鼠的子宫后,它们没有发育成活的老鼠宝宝。
今年4月,中国科学家用猴子的细胞合成胚胎,将它们移植到8个母猴的子宫里。其中三颗移植成功,母猴的身体开始释放孕酮和绒毛膜促性腺激素。合成胚胎形成了妊娠早期胚囊,看上去为发育做好了准备,但在移植后的第20天,它莫名分裂了,胎儿并没有出现。
科学家们认为,虽然干细胞制成的胚胎和普通胚胎差不多,但它可能缺失了来自卵子的重要东西。玛格达莱纳说,虽然“合成人类胚胎”听上去很吓人,但她没有想要凭空创造生命。
她想做的,不过是减少流产数。但无需卵子精子,即可(在理论上)创造新人类,这一事实让很多人激动,也让很多人恐惧。
伦敦弗朗西斯·克里克研究所的干细胞专家罗宾·路夫-巴基(Robin Lovell-Badge)说,趁现在科学还没发展到那一步,尽快设立法律限制研究。“很显然,这个领域的发展速度已经超过法律的速度。英国法律规定不能在体外培育胚胎超过14天,但没规定不能培育合成胚胎。”“既然合成胚胎非常像正常胚胎,那么它们理应受到同样的监管。遗憾的是,目前还没人立法,不少人对此感到担忧。”
一些科学家已经开始制定自愿性指导方针,在这个敏感的领域画条条框框。没人喜欢被限制,但如果哪天真有人从实验室里抱出一堆人造婴儿,还是会吓坏全世界吧……