Cell：重大突破！首次不使用精子和卵子构建出合成胚胎

在一项新的研究中，来自以色列魏茨曼科学研究所和布鲁斯-拉帕波特医学院的研究人员首次在不使用精子、卵子或受精的情况下构建出“合成胚胎（synthetic embryo）”，但使用这种技术培育用于移植的人体器官的前景仍然很遥远。具体而言，他们找到了一种方法，让小鼠干细胞在实验室中自我组装成胚胎状结构。这一突破被誉为向前迈进了一大步，尽管一些专家说，所构建出的合成胚胎可能不能完全被视为胚胎，并警告说要考虑未来的伦理问题。相关研究结果于2022年8月1日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Post-Gastrulation Synthetic Embryos Generated Ex Utero from Mouse Naïve ESCs”。

这些作者首先收集来自小鼠皮肤的细胞，然后让它们返回到干细胞状态。所产生的干细胞被放置在他们设计的一种不断移动以模拟母体子宫的特殊孵化器中。然而，这些干细胞中的绝大数未能形成任何东西。不过，在总共10000个干细胞中，有50个细胞（占0.5%）将自我收集成球体，然后形成胚胎状结构，即合成胚胎。他们补充说，8天后---大约是20天小鼠妊娠期的三分之一---出现了大脑和心脏跳动的早期迹象。这些合成胚胎被描述为与正常小鼠胚胎有95%的相似度。

时间会告诉一切

如果有一天人类器官可以在实验室中培养出来，那么这项技术每年可以为成千上万的人提供拯救生命的移植手术。论文共同通讯作者、魏茨曼科学研究所干细胞学者Jacob Hanna说，“移植的最大问题是，你需要找到一个匹配的供者，而且供者的DNA永远不会与患者完全相同。”

Hanna说，但是利用这项新技术，有一天科学家们可以从患者的肝脏等器官中提取细胞，用它们来制造干细胞，培育出合成胚胎，然后“将它们移植回患者体内”。他补充说，“制造出的干细胞源自患者本身，因此它们的DNA与患者完全相同，这样就不需要寻找供者，也不可能产生免疫排斥反应。”

虽然它们是有史以来最先进的合成胚胎状结构，但一些没有参与这项新研究的科学家们提醒说不要把它们称为“胚胎”。法国干细胞科学家Laurent David指出，“它们不是胚胎。”他更愿意称它们为胚状体（embryoids）。

图片来自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.07.028。

然而，David对这项“非常有说服力”的研究表示欢迎，他说这可能让人们开展进一步实验，了解器官的确切形成过程。

除了器官之外，Hanna说，这些合成胚胎还可能有助于确定新的药物靶标，并有可能有助于找到一系列问题的解决方案，如失孕、不孕症、子宫内膜异位症和子痫前期。他说，“时间会告诉一切。”

伦理影响

Hanna成立了一家名为“Renewal Bio”的公司，他说它“将专注于测试人类合成胚胎的潜在临床应用”。他说，他们在以色列获得了这种测试的伦理许可，而且在美国和英国等许多其他国家也是合法的。他说，“我们应该记住，合成胚胎是胚状体，而不是真正的胚胎，不具备成活的潜力。”

但是没有参与这项新研究的学者指出，考虑将这种技术用于人类还非常早。西班牙庞培法布拉大学的Alfonso Martinez Arias说，这一突破“为利用人类细胞开展类似研究打开了大门，尽管首先有许多监管障碍需要通过，而且从实验的角度来看，人类系统落后于小鼠系统”。

试图从人类细胞中获得类似的结果很可能会引发伦理问题。英国弗朗西斯-克里克研究所的James Briscoe说，“尽管人类合成胚胎的前景仍然遥远，但参与有关此类研究的法律和伦理问题的更广泛讨论将是至关重要的。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Shadi Tarazi et al. Post-Gastrulation Synthetic Embryos Generated Ex Utero from Mouse Naïve ESCs. Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.07.028.