新技术实现人类胚胎长达2周的体外培养

科技工作者之家 2018-07-06

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研究人员对人类胚胎的接触一直是受限的,对早期转变的了解也相对较少。但据《自然》杂志7月4日发表的论文报道:现在,细胞培养方法的改进使研究人员能够在体外培养人类胚胎长达两周时间。

科学家们正在利用基因编辑技术,如CRISPR,构建人造胚胎结构,探索塑造胚胎以及支持组织的细胞信号和环境因素,揭示早期发育的关键过程。

但这些新技术也正将科学家们推向未知的伦理领域。从20世纪70年代末开始,伦理学家和科学家们就“14天法则”达成了一致,这个法则将人类胚胎的研究限制在受精后的两周内——这是第一次出现神经系统迹象的时间,也是胚胎最后一次分裂的时间。之前,国际公认的14天法则一直是一个纯粹的假设限制,“但是现在,技术可以达到14天的上限了。”生物伦理学家Josephine Johnston说。

胚胎发育到囊胚后,必须嵌入子宫壁才能存活,但是胚胎植入一旦发生(约受精后第7天),科学家们就无法研究它的发育。而现在科学家们已经打开了黑匣子。在2016年5月发表的两篇论文中,Zernicka-Goetz的团队和纽约洛克菲勒大学的Ali Brivanlou报告了第一个可以将人类胚胎培养至12-13天的培养体系,在生长因子和营养成分的适当组合中,人类胚胎在培养皿中可以“植入”到培养皿的底部开始分化,并且胚胎不需要任何母体组织来触发植入后的早期重构。在将近两周的时间之后,研究人员按照“14天法则”结束了实验。

随着一些实验室开发出越来越复杂的人造胚胎,伦理问题正开始出现。“我认为这确实是一个灰色地带,我们该如何看待这些正在发育的结构?”杰克逊实验室的干细胞生物学家Martin Pera说。许多伦理学家和科学家一致认为,目前关于合成胚胎的观点过于简单,不能被涵盖在14天法则之内。但俄亥俄州克利夫兰凯斯西储大学的生物伦理学家Insoo Hyun说:“定义哪些特征能让人造胚胎变得足够真实是一个挑战。很有可能这些结构会存活14天以上,如果植入子宫,它就会发育。”

科学家们正在改进技术,希望能更多地了解人类的发育,并阐明导致流产和出生缺陷的原因。随着人类胚胎的早期发育变得更加清晰,对伦理界限的讨论也日益白热化。今年5月,莱斯大学贝克研究所健康与生物科学中心召开会议,讨论是否修订以及如何修订14天法则。“我认为最好保持14天法则,并允许特殊情况下的破例。”Hyun说,他也参加了这次活动。

随着关于人类早期胚胎研究的结果不断积累,技术的进步激发了科学家们的兴趣和不安。Johnston说:“好奇和敬畏提醒着我们,这不仅仅是培养皿的几个细胞,而是人类的最早版本,这正是我们在道德上的疑虑。”

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编译:花花 审稿:alone 编辑:张梦

来源:https://www.nature.com/articles/d41586-018-05586-z


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