作者:赵熙熙 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/5/8 23:28:01
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实验室人类胚胎生长时间创纪录
可深入了解其早期发育过程并改善体外受精成功率

 

发育生物学家日前在实验室中成功让受精后的人类胚胎发育至最长13天,打破了此前9天的纪录。这一成绩使得科学家得以发现早期人类发育的新层面,包括之前在人类胚胎中从未观察到的特征。同时这一技术将有助于确定为什么有的妊娠过程最终会失败,从而在未来改善体外受精的成功率。

在最新出版的《自然》和《自然—细胞生物学》上发表的两项研究成果还为科学家能够很快培育出更高级阶段的胚胎提供了可能性。然而除了技术上面临的挑战之外,这项研究同时还遭遇了伦理问题。许多国家和科学共同体禁止研究超过14天的人类胚胎。正是鉴于这一点,研究人员在该时间点之前结束了他们的这项试验。

几十年来,科学家已经通过其他动物了解了生命的最早期阶段。发表在《自然》上的一项研究的首席作者、美国纽约市洛克菲勒大学发育生物学家Ali Brivanlou表示:“在21世纪之初,这真的非常尴尬,我们对鱼、老鼠和青蛙的了解甚至超过了对人类自身的了解。”Brivanlou说:“我很难向我的学生们解释这一点。”

英国剑桥大学发育生物学家Magdalena Zernicka-Goetz则利用小鼠胚胎开发出了一种培育技术。许多科学家之前都曾尝试通过在一层母体细胞上培育胚胎而模拟子宫的条件,但Zernicka-Goetz的研究团队选择了另一种方法——使用含氧量更高的凝胶基质取代母体细胞。

这两项研究都使用了Zernicka-Goetz团队的体外胚胎培养技术。两个团队都在报告中描述了人类胚胎发育第10天到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会在胚胎发育约第10天时出现,但到第12天又消失,这个细胞群在最高峰时会占到胚胎总体的5%至10%。研究人员说,目前还不清楚这个细胞群的作用,它们有些像一个“临时器官”,就像人类胚胎发育到一定阶段会出现的尾巴,但这个尾巴在婴儿出生前会消失。

Zernicka-Goetz参与了两个团队的研究。她说,长久以来研究人员都无法深入探究人类胚胎在早期发育阶段的奥秘,如今利用这项新技术,能更好地探索一些与生育相关现象的发生机理。此外,利用实验中观察到的数据以及所使用的体外培养技术,未来也有助提升体外受精的成功率。

许多国家都对人类胚胎研究有伦理限制,比如美国和英国规定,培育人类胚胎不能超过14天。因为过了这个时间节点后,胚胎就被认为进入了原肠胚阶段,可以被看成一个独立的个体。上述两个团队都主动遵守了这个限制。不过研究人员也认为,使用现有技术,即使培育胚胎超过14天,其能继续存活的时间也不会长。

但是马萨诸塞州波士顿儿童医院干细胞研究人员George Daley认为,研究人员在实验室中取得这一成绩将促使人们重新审视最初设定的14天法则的时间限制。他认为后者有一点武断,而相关的讨论将愈发复杂和激烈,甚至有可能超越研究人员对于人类胚胎的直接研究。如果科学家成功地将干细胞转化成胚胎状结构,则将很难确定该结构是否应被视为胚胎,从而受到14天法则的监管。

澳大利亚墨尔本大学干细胞研究人员Martin Pera表示:“我们正面临一个非常有趣的伦理讨论。”无论如何,Brivanlou表示,新的技术将使得发育生物学家能够完成更多的工作。他说:“随着胚胎的发育,每一小时对我们来说都是一个百宝箱。” (赵熙熙)

 
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