新華社北京３月２２日電新聞分析：體外培養(yǎng)人類胚胎能否實(shí)現(xiàn)

新華社記者張瑩

美國(guó)《麻省理工學(xué)院技術(shù)評(píng)論》近日將“人造胚胎”技術(shù)選入２０１８年“全球十大突破性技術(shù)”，并刊文說(shuō)，如果將來(lái)能合成體外人類胚胎，“對(duì)科學(xué)家來(lái)說(shuō)將是一個(gè)‘福利’，有助于弄清（胚胎）發(fā)育早期的情況”。

有研究人員在２０１７年培育出近似小鼠胚胎的結(jié)構(gòu)體。其所用方法是否適用于合成人類胚胎？專家認(rèn)為，“人造胚胎”技術(shù)尚處起步階段，體外培養(yǎng)人類胚胎短期內(nèi)在技術(shù)和倫理上都難以實(shí)現(xiàn)，而合成“胚胎”的應(yīng)用遠(yuǎn)景將主要在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

“人造胚胎”是否屬于胚胎

英國(guó)劍橋大學(xué)教授瑪格達(dá)萊娜·澤爾尼卡－戈茨領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)２０１７年在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)文說(shuō)，他們用小鼠胚胎干細(xì)胞和滋養(yǎng)層干細(xì)胞，再結(jié)合細(xì)胞外基質(zhì)和一個(gè)３Ｄ生物支架，在實(shí)驗(yàn)室培育出一個(gè)主要特性近似小鼠胚胎的結(jié)構(gòu)體。

這項(xiàng)重要進(jìn)展再次讓“人造胚胎”成為熱議話題。

中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院研究員景乃禾接受新華社記者采訪時(shí)表示，“人造胚胎”的提法并不十分準(zhǔn)確，澤爾尼卡－戈茨團(tuán)隊(duì)是利用不同類型小鼠干細(xì)胞體外“合成”了一個(gè)類似胚胎的結(jié)構(gòu)體，學(xué)界另一種表述“合成胚胎”更確切。

景乃禾介紹，目前全球很多干細(xì)胞團(tuán)隊(duì)所做的工作都是研究用干細(xì)胞體外合成的“胚胎”著床前的發(fā)育情況，這個(gè)階段的“胚胎”比較容易通過(guò)體外培養(yǎng)獲得，到著床后子宮環(huán)境就很難模擬了。小鼠卵細(xì)胞著床時(shí)間點(diǎn)是受精后約４．５天，而英國(guó)科研團(tuán)隊(duì)將合成小鼠“胚胎”培養(yǎng)時(shí)間推進(jìn)到５．５天，也就是體外模擬了一段著床后發(fā)育情況，直到原腸胚形成階段。

體外培養(yǎng)的近似“胚胎”結(jié)構(gòu)體能否與真正的胚胎相提并論？學(xué)界對(duì)此仍存爭(zhēng)議。澤爾尼卡－戈茨團(tuán)隊(duì)已檢測(cè)到合成小鼠“胚胎”有十幾個(gè)基因的表達(dá)與體內(nèi)胚胎一致。但景乃禾認(rèn)為，這不足以證明“合成胚胎”跟體內(nèi)胚胎是一回事，需要通過(guò)全部的基因表達(dá)來(lái)確認(rèn)。此外，研究人員也不確定，擺脫子宮之后的“合成胚胎”究竟能發(fā)育到哪個(gè)階段。

美國(guó)得克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心助理教授吳軍接受采訪時(shí)說(shuō)，盡管實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的“合成胚胎”形態(tài)上與真正的胚胎非常近似，但它們畢竟暴露在與體內(nèi)胚胎完全不同的環(huán)境中，用基因轉(zhuǎn)錄和表觀遺傳分析等手段，很容易就能發(fā)現(xiàn)它們?cè)诜肿訉用媾c真正胚胎的巨大差別。

合成人類胚胎難在何處

目前，國(guó)際上對(duì)人類胚胎研究的倫理共識(shí)是，體外培養(yǎng)的人類胚胎發(fā)育時(shí)間不能超過(guò)１４天。美國(guó)洛克菲勒大學(xué)教授阿里·布里萬(wàn)盧的實(shí)驗(yàn)室與澤爾尼卡－戈茨的團(tuán)隊(duì)２０１６年曾分別在英國(guó)《自然》和《自然·細(xì)胞生物學(xué)》雜志上介紹研究成果，用合成小鼠“胚胎”的類似方法，將人類“胚胎”在培養(yǎng)皿內(nèi)的發(fā)育時(shí)間提升到接近１４天的“紅線”。

“發(fā)育到１４天時(shí)人類胚胎剛著床，過(guò)了這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，胚胎被認(rèn)為進(jìn)入原腸胚階段，可以被看成一個(gè)獨(dú)立個(gè)體，因此不允許再往下做了。”景乃禾說(shuō)。

吳軍認(rèn)為，即使沒(méi)有倫理限制，技術(shù)上合成穩(wěn)定的人類“胚胎”短期也難以實(shí)現(xiàn)。截至目前，科學(xué)家還無(wú)法獲得全部與合成小鼠“胚胎”相應(yīng)類型的人類干細(xì)胞。例如，科學(xué)家還無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)出穩(wěn)定人類滋養(yǎng)層干細(xì)胞——這是合成小鼠“胚胎”實(shí)驗(yàn)所需的重要干細(xì)胞類型。

“全球?qū)τ?lsquo;合成胚胎’的研究只能說(shuō)是剛起步，”景乃禾說(shuō)，現(xiàn)階段工作還處于細(xì)胞水平，未達(dá)到分子水平，還需要一個(gè)長(zhǎng)期積累過(guò)程。

據(jù)他介紹，目前國(guó)際上在這一領(lǐng)域處于領(lǐng)先的，除了澤爾尼卡－戈茨和布里萬(wàn)盧的團(tuán)隊(duì)，還包括美國(guó)斯隆—凱特林癌癥研究所一個(gè)實(shí)驗(yàn)室。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)科學(xué)院院士周琪領(lǐng)導(dǎo)的中科院“干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究”戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)自２０１１年啟動(dòng)以來(lái)支持了該領(lǐng)域的許多研究，在國(guó)際上獲得一定話語(yǔ)權(quán)。

合成“胚胎”意義何在

如果暫時(shí)還無(wú)法合成真正的胚胎，那么“人造胚胎”技術(shù)有何意義？吳軍介紹說(shuō)：“利用人類干細(xì)胞體外培育類似早期人類胚胎的結(jié)構(gòu)，有助于我們理解受精卵植入子宮后早期發(fā)育狀況，目前我們對(duì)此還所知甚少。”

澤爾尼卡－戈茨曾對(duì)媒體說(shuō)，很多妊娠失敗是在胚胎發(fā)育１４天后的階段出現(xiàn)，對(duì)這一階段認(rèn)識(shí)越深，就越能理解什么原因會(huì)導(dǎo)致妊娠失敗，她因此呼吁放寬對(duì)人類胚胎研究的限制。

景乃禾認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)室合成“胚胎”技術(shù)的應(yīng)用遠(yuǎn)景主要體現(xiàn)在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。很多疾病的患者需要接受心臟、肝臟等臟器的移植，如果將來(lái)對(duì)胚胎發(fā)育的體內(nèi)調(diào)控機(jī)制足夠了解，可以通過(guò)體外模擬胚胎發(fā)育過(guò)程中某些器官的發(fā)育環(huán)境在體外“重建”一個(gè)器官用于移植。

將來(lái)要在“合成胚胎”領(lǐng)域進(jìn)一步突破，景乃禾認(rèn)為，難點(diǎn)一方面是如何更好地模擬子宮環(huán)境，繼續(xù)延長(zhǎng)合成小鼠“胚胎”在體外培養(yǎng)的時(shí)間；另一方面是把合成“胚胎”和體內(nèi)胚胎對(duì)應(yīng)組織的細(xì)胞提取出來(lái)，通過(guò)全基因組轉(zhuǎn)錄分析等手段比較，以確認(rèn)它們的基因表達(dá)是否完全一致。

[責(zé)任編輯：楊凡、于國(guó)奇]

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