实验室人类胚胎生长时间创纪录
发育生物学家已经在实验室里成功地将人类受精卵发育到最多13天,打破了之前9天的记录。这项成就使科学家们能够发现人类早期发展的新方面,包括人类胚胎中以前看不到的特征。同时,这项技术将有助于确定为什么一些妊娠过程最终失败,从而提高未来体外受精的成功率。
发表在新出版的《自然》和《自然-细胞生物学》上的两项研究成果也为科学家在更高阶段快速培养胚胎提供了可能性。然而,除了技术挑战,这项研究还遇到了伦理问题。许多国家和科学界禁止对人类胚胎进行超过14天的研究。正是因为这个原因,研究人员在此之前完成了他们的实验。
几十年来,科学家已经通过其他动物了解了生命的早期阶段。发表在《自然》杂志上的一项研究的主要作者、纽约洛克菲勒大学的发展生物学家阿里·布里万卢说:“在21世纪初,这真的很尴尬。我们对鱼、老鼠和青蛙的了解比我们对人类的了解还要多。”布里万卢说:“我很难向我的学生解释这一点。”
英国剑桥大学的发育生物学家马格达莱纳·泽尼克-戈茨开发了一种利用小鼠胚胎的繁殖技术。许多科学家以前曾试图通过在母体细胞层上培养胚胎来模拟子宫的状况,但泽尼克-戈茨的研究小组选择了另一种方法——用含氧量更高的凝胶基质来代替母体细胞。
两项研究都使用了泽尼克-戈茨团队的体外胚胎培养技术。两个团队在他们的报告中描述了人类胚胎发育第10到13天的各种事件。例如,洛克菲勒大学团队观察到一个细胞群在胚胎发育的第10天出现,但在第12天消失。在高峰期,细胞群占总胚胎的5%至10%。研究人员说,这个细胞群的作用还不清楚。它们有点像“临时器官”,就像人类胚胎发育到一定阶段时出现的尾巴,但尾巴在婴儿出生前就消失了。
泽尼克-戈茨参加了这两个小组的研究。她说,研究人员长期以来无法深入探究人类胚胎发育早期的奥秘。现在,利用这项新技术,我们可以更好地探索一些与出生相关的现象的机制。此外,利用实验中观察到的数据和所使用的体外培养技术,将来体外受精的成功率也会提高。
许多国家对人类胚胎研究有伦理限制。例如,美国和英国规定人类胚胎不能培养超过14天。因为在这个时间节点之后,胚胎被认为已经进入原肠胚阶段,可以被认为是一个独立的个体。上述两个团队都自愿遵守了这一限制。然而,研究人员也相信,即使胚胎培养超过14天,它们的存活时间也不会很长。
但是马萨诸塞州波士顿儿童医院的干细胞研究员乔治·戴利认为,研究人员在实验室的成就将促使人们重新检查最初设定的14天时限。他认为后者有些武断,相关的讨论将变得更加复杂和激烈,甚至可能超过研究人员对人类胚胎的直接研究。如果科学家成功地将干细胞转化为胚胎样结构,那么很难确定这些结构是否应该被认为是胚胎,从而受14天规则的约束。
澳大利亚墨尔本大学的干细胞研究员马丁·佩拉说:“我们正面临一场非常有趣的伦理讨论。”布里万卢说,无论如何,新技术将使发育生物学家能够做更多的工作。他说:“随着胚胎的发育,每个小时对我们来说都是一个宝库。”(赵茜·Xi)
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