我们都知道人类繁殖的工作原理:精子遇到鸡蛋,受精卵踢出了它的旅程,转化为人类胚胎,然后成为一个胎儿,最终是一个婴儿。

但如果男孩遇见女孩并不是唯一的方式呢?

上周,两个学习自然破坏了关于生命起源的经典叙述。两个独立的研究小组将普通的皮肤细胞诱导成一个活的集群,这个集群就像一个受精卵——这是人类胚胎发育的最初阶段。

为了清楚,团队没有工程师可以发展成为一个可行的婴儿的人工胚胎。相反,他们复制了在鸡蛋受精后的前四天发生的事情;它发展成一个称为胚泡的细胞球,第一站朝向一个完整的婴儿。

尽管它们没有超过胚泡阶段,但这两个模型都是迄今为止最完整的早期人类胚胎复制品。它们不仅包含发育成婴儿的细胞,还包含所有的支撑结构。在一个凝胶状的培养箱里,仅仅10天时间,这些逆向工程的细胞就显示出与它们的天然同类惊人的相似特征。例如,人工胚胎产生了形成胎盘的细胞,这对理论上能够进一步发育甚至直到出生的存活胚胎至关重要。

“这是人类早期胚胎的第一个完整模型,”说过密歇根大学(University of Michigan)的傅建平博士没有参与这项研究,但撰写了一份配文角度块。这是一个重要的里程碑。”

这些研究为了解怀孕最初几天提供了一个新的窗口,并且可能在没有对人类胚胎进行实验的情况下,对以前无法解释的不孕或怀孕失败提供了见解。

然而,这些细胞的复杂性引起了人们的担忧。目前,由于人工胚胎在几个方面与自然胚胎不同,科学家并不期望它们有能力长成完整的胚胎。然而,随着技术的进一步完善,人工培育人类胚胎的时间可能会更长,这将使这项技术与有关生命起源的争论发生冲突。

人类发展的未知

建立一个人的前14天是一个谜。

科学家们知道,在怀孕期间,受精卵在第四天的胚牙中发展成囊胚,然后留在第八天的植物周围。在这段时间里,在胚泡内发生“神奇”发生的事情,使得它搅拌出最终发展到胎盘的细胞,以及引起胎儿的其他细胞。

问题?这个初始阶段非常难以研究。到目前为止,科学家们依赖于实验室中丢弃的人类胚胎 - 经常来自IVF.根据道德准则,可以延长到13天。德克萨斯大学南方医学中心的吴军博士说,这些组织很难得到,在现阶段,原始胚胎是“本质上是一个黑匣子。”

科学家们之前尝试使用鼠标胚胎复制第一天的发展。回到2018年,一个团队从老鼠干细胞中培育出类似的胚泡——这是一个令人钦佩的努力,但并不是一个完美的模型,因为老鼠和人类有着不同的发展轨迹。

他们是怎么做到的

这两项新研究表明,科学家首次能够从人类细胞中制造出类似胚泡的结构。

在一项研究中,莫纳什大学(Monash University)的何塞·波罗(Jose Polo)博士从之前发表的一篇论文开始食谱。在这里,皮肤细胞被轻轻刮掉,在化学溶液中浸泡,使它们恢复到干细胞的状态,这意味着它们重新获得制造其他类型细胞的能力。在那里,伪干细胞(称为iPSCs)被浸泡在培养皿中的营养液体中。研究小组发现,三周后,这些细胞开始分化成三种不同类型的细胞,这在以前是很少见的。

受此启发,该团队将细胞转移到一个3D凝胶状培养系统中进行支持。奇怪的是,这些细胞开始自我组装,形成自己的大脑。“完全令人惊讶的是,当你把它们放在一起时,它们会自我组织,”波罗说。

奇怪的“细胞,组装”时刻促使团队分析其遗传学。对于研究人员的震惊,他们发现这些早期的胚胎状结构被称为“岩石酸,”对其自然对应物具有类似的组织和细胞组分。例如,一层被细胞填充,具有将其作为胎盘的一部分的遗传签名。其他人看起来非常类似于最终发展成整个胎儿的细胞。

从某种意义上说,卵母细胞植入子宫后看起来就像一个正常的囊胚——研究人员没有深入探查。

另一方面,该团队使用人体细胞和干细胞的混合来工程师所谓的“人斑块”。与先前的研究一样,人工胚胎与其自然对应物具有相似的大小和形状,并且具有可比的遗传概况。使用类似于植入子宫但在培养皿中的试验,附着的斑点并继续发展,并将一些重组成模仿下一个发展阶段的结构。

试管宝宝?

尽管囊胚和真实的东西有着惊人的相似之处,但作者强调,目前囊胚还不是真实的东西。它们的一些细胞层似乎不能很好地形成,还有一些细胞类型本不应该存在。从皮肤转化为囊胚的成功率高达10%,这让任何科学家都不寒而栗。

然而,这些问题都可以得到克服,并且在专家上爆破的潜力不会丢失。188体育365尽管缺点,它们是第一个“衍生自培养细胞的人胚胎模型”,并且具有“所有创始细胞”为胎儿的生长,说傅。首次,我们可以在更高的吞吐量下测试潜在的不育症或妊娠损失的原因,然后可以进一步验证。

“你可以使用1,000或10,000个毛刺毒性来发现一些东西,然后你可以在三个骨囊中进行发现并测试,”说过马球。

然而,随着技术的进一步优化,囊胚的身份这个棘手的问题不能被忽视。考虑到它们与真实的东西相似,在什么情况下它们应该被视为克隆的人类胚胎?摧毁它们合乎道德吗?目前,国际上允许人类胚胎在实验室里生长14天。这些规则适用吗?

展望未来,辩论将进一步深入。多年来,科学家们一直致力于将皮肤细胞重新编程为生殖细胞,以帮助那些无法受孕的夫妇。健康的老鼠已经出生从转化到蛋细胞中的皮肤细胞。虽然很长的地方,目前的研究正在沿着这方面走一步。

上周的另一项研究表明,小鼠胎儿有可能发育到妊娠期的一半一个人工子宫- 哺乳动物的记录,以及进一步解析从古老的“精子遇到鸡蛋”故事的复制的一个。我们可以有一天克隆一种人类的婴儿,使用某人的皮肤细胞,然后在人工子宫中生长它没有什么与自然繁殖的任何相似?我们应该吗?

图像信用:蒙纳士大学

Shelly Xuelai Fan是一个神经科学家转向科学作家。她在不列颠哥伦比亚省大学的神经科学中完成了博士学位,在那里她开发了新的神经变性治疗方法。在研究生物脑的同时,她对AI和所有东西都很着迷。毕业后,她搬到了UCSF,研究了恢复老年大脑的基于血液的因素。她是 ...

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