作者:Magdalena Zernicka-Goetz 来源:《自然》 发布时间:2022/9/1 14:44:26
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科学家用小鼠干细胞合成胚胎,有大脑有心跳!

 

合成的(左)和天然的(右)小鼠胚胎显示出相似的大脑和心脏的形成。 图片来源:Amadei and Handford

近日,剑桥大学Magdalena Zernicka-Goetz领导的团队在实验室中用小鼠干细胞合成了胚胎,且“合成胚胎”诱导发育出了大脑和跳动的心脏。相关研究结果发表于《自然》。

Zernicka-Goetz表示,该胚胎结构是目前最接近子宫中自然发育的胚胎。其团队也在用同样的方法进行人造人类胚胎,尽管相关技术还不够先进。这项技术可能会有助于制造移植的组织和器官,也可能被用于治疗精子或卵子相关的生育障碍。

人类胚胎通常只能在培养皿中研究到大约一周大,在这个阶段,它们会被植入胎盘。此外,大多数国家规定,人类胚胎在体外不能生长超过14天,因为超过14天就可以被视为独立的生命形式。

2017年,Zernicka-Goetz团队宣布,他们可以通过从老鼠胚胎中提取一些干细胞,并将它们与滋养细胞一起生长,从而创造出发育数天的胚胎样结构,滋养细胞通常会生成胎盘。

这种方法引发了全世界的关注,因为它将允许合成胚胎被创造出来,并在基因上进行调整,以提高我们对人类胚胎发育这一神秘阶段的理解。

本月初,以色列魏茨曼科学研究所分子遗传学家Joseph Hanna团队在《细胞》发表文章称,他们通过在特殊培养箱中培养胚胎干细胞和其他两种辅助细胞,在受精8.5天后制造出了与真实胚胎相似的合成小鼠胚胎。该合成胚胎是通过对胚胎干细胞进行基因改造,将其转化为形成胎盘的细胞以及指导发育的第三种组织——内胚层而产生的。

Zernicka-Goetz团队同样使用了Hanna团队的培养箱,不同的是,他们是从其他胚胎中提取了两种辅助细胞。他们的合成胚胎也与真实的8.5天胚胎相似。不过,在这一阶段之后,合成胚胎开始死亡,研究团队正在尝试新的方法来帮助它们活得更久。

Zernicka-Goetz表示:“我们合成胚胎发育的部分比以往任何方法都更先进,包括正在发育的前脑,这是第一个可以开发未来大脑所有部分的模型系统。”

然而,Hanna说:“我们的合成胚胎和Zernicka-Goetz团队的胚胎一样先进,含有预示前脑组织发育的分子。用单一来源的胚胎干细胞通过基因操纵制造合成胚胎,是一个重大的惊喜,是一种简化的、更好的方法。”

如果人造胚胎可以由人类细胞制成,在未来,它们可以用来制造新的细胞和组织来源,用于移植或治愈衰竭的器官,如肝脏或心脏。Zernicka-Goetz认为,人造胚胎也可以用来测试药物对怀孕的安全性。

西班牙国家生物技术中心Lluís Montoliu表示:“合成胚胎的创造和多利羊一样重要。毫无疑问,我们正面临一场新的技术革命,虽然效率很低,但潜力巨大。”(来源:中国科学报 辛雨)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-022-05246-3

https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.07.028

 
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