科学家构建迄今最先进人造人类胚胎，完全由人类干细胞制成，发育情况与天然胚胎相当

英国剑桥大学的发育生物学家 Magdalena Zernicka-Goetz 领导的研究团队和以色列魏茨曼科学研究所的干细胞生物学家 Jacob Hanna 领导的研究团队分别在预印本平台 bioRxiv 上发表了研究论文【1、2】。

在这篇论文中，研究团队宣布，他们已经培育出完全由人类干细胞制成的胚胎样结构，这比之前的任何研究都更为先进，培育而来的人工合成胚胎在约14天发育到与天然胚胎相当的阶段。

这两项成果为研究人类胚胎发育的后期阶段提供了前所未有的机会，但我们该如歌定义这些人工合成胚胎的“身份地位”，以及该如何监管其中的伦理和法律问题，引发了新的争议。

这两项研究与以往的胚胎研究有何不同？

在去年8月份，这两个团队分别在 Nature 和 Cell 期刊发表论文【3、4】，他们都使用了类似的技术，从小鼠细胞中创建了胚胎模型，这些胚胎模型一直发育到心脏和大脑等器官开始形成的阶段。但还没有研究能够在人类胚胎模型中做到这一步。

这一次发表在 bioRxiv 上的最新研究中，研究团队创建的胚胎样结构都可以从人类胚胎干细胞中自我组装，其中一些已经转化为类似于形成胎盘的干细胞和形成自然发育胚胎外的卵黄囊的细胞类型。

使用人类干细胞制造的胚胎样结构，来自 Magdalena Zernicka-Goetz 团队

研究团队表示，由此产生的人工合成胚胎模型显示了在受精后6-14天的人类胚胎中发现的结构（在原肠胚形成期间和之后，形成胚胎的细胞被组织成羊膜腔和卵黄囊之间的一层）和基因转录谱。

研究团队表示，这是迄今为止最先进的人类胚胎模型。

胚胎存活14天的意义是什么？

对天然人类胚胎的研究往往需要遵循一项被广泛采用的指导原则，即人类胚胎不应在实验室中培养超过14天。这项指导原则在许多国家被法律强制执行。这意味着如果想研究胚胎发育的后期阶段，就必须使用动物胚胎，而动物胚胎的发育并不一定能反应人类胚胎的相应过程。

而在大多数国家，胚胎模型并不被定义为天然胚胎，因此它们不受14天规则的约束。

这意味着，可以使用这种人工合成胚胎模型，在实验室中培育超过14天时间，从而研究人类胚胎发育的后期阶段，解决使用天然人类胚胎研究所面临的伦理和技术挑战。

这两项研究为何面临争议？

将胚胎模型培育到更晚的发育阶段已经成为一场高度竞争的科研竞赛，也由此带来了许多争论与争议。

这两项发表在预印本的新研究，是否能最终通过同样评议，还有待观察。例如，有发育生物学家认为，论文中描述的人工合成胚胎其实没有什么地方可以被认为与真正的14天胚胎相似之处，只能看到大量细胞被分隔成小室，并没有胚胎样组织。

其中一篇论文的通讯作者 Magdalena Zernicka-Goetz 表示，这一胚胎模型在研究发育方面仍具有局限性，不能概括天然胚胎的所有方面，而是作为研究关键发育阶段特定组织分化的补充工具。

仍然面临伦理问题

这两项新研究引发了一场关于人类胚胎模型“身份地位”的讨论，以及关于它们是否应该继续处于人类胚胎立法之外的争议。

实际上，虽然胚胎模型不受14天规则的约束，但两个研究团队构建的胚胎样结构确实需要遵守关于使用人类胚胎干细胞的指导方针和规定。而其他团队利用从成年人体细胞诱导而来的干细胞创建的胚胎模型，可以不受上述规则的约束。

到目前为止，还没有人制造出能够发育成人类的胚胎模型。而一项最近发表的灵长类胚胎模型的研究显示，把猴子的胚胎模型植入子宫中，可以诱导怀孕（但会在怀孕不久后自然终止）。

这项研究来自中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘真、孙强团队及清华大学生命科学学院周帆团队，于2023年4月6日发表在了Cell Stem Cell 期刊【5】。该研究利用胚胎干细胞建立了食蟹猴类囊胚诱导系统，体外培养食蟹猴类囊胚可诱导原肠运动的相关胚层，体内移植可以检测到早期妊娠囊的出现。 

因此，一些研究人员认为，需要修改胚胎的定义来澄清这些问题。目前来说，胚胎模型的全部目的就是为了避免当前进行胚胎研究的限制。而14天规则是否还要继续坚持，也成为一个值得讨论的问题。

论文链接：

1. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.15.545082v1

2. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.06.14.544922v1

3. https://www.nature.com/articles/s41586-022-05246-3

4. https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.07.028

5. https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.03.009