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科技日報北京8月3日電(實習(xí)記者張佳欣)胚胎發(fā)育過程中發(fā)生的事情是大自然最保守的秘密之一,藏在母親的身體深處。現(xiàn)在,科學(xué)家首次在不使用精子或卵子的情況下創(chuàng)造了合成小鼠胚胎,使其成功地在子宮外生長。這些胚胎是在一個特別設(shè)計的生物反應(yīng)器中發(fā)育的,完全來自培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的干細(xì)胞。這項突破性實驗由以色列魏茨曼科學(xué)研究所進(jìn)行,相關(guān)論文發(fā)表在1日的《細(xì)胞》雜志上,標(biāo)志著人類首次在子宮外培育出完全合成的小鼠胚胎。
這項研究有助于了解干細(xì)胞如何在發(fā)育的胚胎中形成各種器官,以及突變?nèi)绾螌?dǎo)致發(fā)育性疾病。
凱斯西儲大學(xué)醫(yī)學(xué)院遺傳學(xué)和基因組科學(xué)教授保羅·J·特薩爾說:“當(dāng)科學(xué)開始進(jìn)入到可以從培養(yǎng)皿中的干細(xì)胞群一直發(fā)展到器官的領(lǐng)域,這意味著有一天可以創(chuàng)造一個活的有機體,那將是一個相當(dāng)狂野和非凡的時代。”
幾十年來,科學(xué)家一直在尋找使胚胎在子宮外保持存活的方法。去年,魏茨曼科學(xué)研究所的胚胎干細(xì)胞生物學(xué)家雅各布·漢納終于開發(fā)出一種機械子宮,幫助自然小鼠胚胎存活長達(dá)11天(典型的小鼠妊娠期約為20天),然而這些胚胎來自受精的小鼠卵子。
為了確定這一程序能否讓干細(xì)胞轉(zhuǎn)化為成熟的胚胎,漢納團(tuán)隊將基本的小鼠胚胎干細(xì)胞與經(jīng)過基因改造的胚胎干細(xì)胞譜系混合在一起,希望它們能形成組織。當(dāng)細(xì)胞被放在一起時,它們會自組裝成團(tuán)塊。
5天后,研究人員將被認(rèn)為是發(fā)育到胚胎階段的塊狀胚胎轉(zhuǎn)移到一個電子設(shè)備中。該設(shè)備能維持胚胎發(fā)育的理想條件,可視作一種人造子宮。到第8天,這些人造胚胎與8.5天大的自然胚胎高度相似,擁有跳動的心臟、明顯的頭尾末端、變成骨骼肌的塊狀部分、發(fā)育中的大腦和脊髓,以及開始發(fā)育的其他器官。研究人員指出,這一發(fā)育過程與正常小鼠胚胎相似。典型的小鼠完整妊娠時間是20天,存活這么長時間的胚胎是罕見的。
研究人員還測量了4萬多個類胚細(xì)胞的基因活性,發(fā)現(xiàn)所有預(yù)期的細(xì)胞類型都位于正確的位置。漢納說:“這確實表明哺乳動物的胚胎可以在子宮外生長?!?/p>
特薩爾表示,在胚胎干細(xì)胞技術(shù)的發(fā)展中,總會伴隨倫理問題??茖W(xué)家乃至全社會需要團(tuán)結(jié)起來,決定界限在哪里,定義什么是道德上可以接受的,并真正將其作為一種創(chuàng)造器官和組織用于移植和治療人類疾病的手段。