無需精子和卵子 科學(xué)家培育出了第一個(gè)人造胚胎

人造生命很快就能在實(shí)驗(yàn)室培育出來了。 在一項(xiàng)世界的試驗(yàn)中，科學(xué)家從頭開始，設(shè)法利用兩種類型的干細(xì)胞在細(xì)胞培養(yǎng)皿里培養(yǎng)一種有功能化的、人造的胚胎。 干細(xì)胞可以在體外的凝膠中生長(zhǎng)，并且可以轉(zhuǎn)換成早期的內(nèi)臟器官，就像在正常發(fā)育的胚胎中那樣。研究員現(xiàn)在期望此技術(shù)可以解決一些關(guān)于生命起始的謎題。

 早前關(guān)于人造胚胎的嘗試都功虧一簣，因?yàn)樗麄冎挥昧伺咛ジ杉?xì)胞（embryonic stem cells,ESCs）。胚胎干細(xì)胞是從一種叫做囊胚（blastocyst）的可自由移動(dòng)的細(xì)胞團(tuán)中取得的，該細(xì)胞團(tuán)因卵子受精形成。但問題是，生命并不僅僅是由胚胎干細(xì)胞發(fā)育而來的，另外兩種類型的干細(xì)胞，胚外滋養(yǎng)層干細(xì)胞（trophoblast stem cells ,TSCs）以及原始內(nèi)胚層干細(xì)胞（primitive endoderm stem cells）對(duì)于發(fā)育也至關(guān)重要。這些源于胎盤以及卵黃囊的附加干細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞協(xié)同作用，保證了器官正常發(fā)育，并且給予了胚胎穩(wěn)定的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)。 所以澤妮卡·戈茨（Zernicka-Goetz）和她的團(tuán)隊(duì)嘗試結(jié)合轉(zhuǎn)基因鼠的胚胎干細(xì)胞和滋養(yǎng)層干細(xì)胞，并且搭建了一個(gè)以凝膠為主的3D腳手架，這樣干細(xì)胞就能模擬普通胚胎的形成模式。

 大約四天半之后，研究人員得到了活胚胎，這些胚胎看起來就像正常的老鼠胚胎。他們還開始進(jìn)一步了辨別各種各樣的組織以及器官。 到了第七天，胚胎自己分裂成了兩個(gè)部分，這是形成胎盤的開始，就像真的老鼠那樣。

 如下圖，你可以看到第96小時(shí)的老鼠胚胎（左），以及第48小時(shí)的胚囊期（右） 紅色部分是胚胎，藍(lán)色部分是胎膜，這表示后期會(huì)形成胎盤。 無需精子和卵子 科學(xué)家培育出了個(gè)人造胚胎

圖片來自：劍橋大學(xué)
在這個(gè)孕育生命的過程中，沒有一個(gè)時(shí)期用到卵子或者精子。 研究人員說道：“我們將兩種類型的干細(xì)胞放在一起并讓它們互相識(shí)別，它們之前沒有被處理過。我們觀察到兩個(gè)細(xì)胞可以在沒有幫助的情況下自己形成組織?！?在科學(xué)家終止這個(gè)胚胎前，胚胎達(dá)到的發(fā)展階段等同與一只老鼠孕程的三分之一。

 研究人員承認(rèn)胚胎很難存活過這個(gè)階段了，因?yàn)闆]有原始內(nèi)胚層干細(xì)胞來生成卵黃囊。卵黃囊是一層厚厚的膜，它緊貼胚胎并為其提供營(yíng)養(yǎng)以及血細(xì)胞，直到胎盤完全具備了相關(guān)功能。

 和從零開始造生命一樣酷炫的是，這項(xiàng)研究的目的并不是促進(jìn)人造生命，而是給了我們了解早期生命真實(shí)發(fā)生情況的機(jī)會(huì)。 在人類早期妊娠時(shí)間段里，超過三分之二的人會(huì)流產(chǎn)，并且沒有人知道這是為何。 培育沒有卵子和精子參與、能存活于沒有子宮環(huán)境的人造生命，研究員擁有穩(wěn)定供給的測(cè)試胚胎，借此他們就能梳理早期生命的種種細(xì)節(jié)。 接下來就是要看看這項(xiàng)技術(shù)能否使用人類干細(xì)胞，團(tuán)隊(duì)對(duì)達(dá)成此目標(biāo)十分有信心。

 研究人員說：“我們很樂觀，這將會(huì)讓我們學(xué)習(xí)到人類發(fā)展至關(guān)重要階段的關(guān)鍵事件，還不需要真的在胚胎上操作。了解胚胎的正常發(fā)展可以讓我們了解它為什么經(jīng)常出錯(cuò)?！?/p>