科学家们在实验室里培育出了“完整”的人类胚胎模型,这些模型具有大约两周大的正常胚胎的所有已知特征。
它们被称为基于干细胞的胚胎样结构(SEMs),在不使用精子、卵子或子宫的情况下发育而成。
以色列魏茨曼科学研究所(Weizmann Institute of Science)的研究人员表示,他们的模型中含有导致商业妊娠试验呈阳性的激素。
他们表示,与以前的胚胎模型不同,他们的胚胎模型显示出进入下一个发育阶段的能力,为“揭示胚胎神秘起源的新思路提供了前所未有的机会”。
它非常逼真地模仿了一个真正的人类胚胎的发育过程,尤其是其精致的结构的出现
该团队希望他们的工作能够揭示人类发育最初几周发生的“戏剧性事件”,并有助于深入了解导致出生缺陷的原因或流产的原因。
领导这项研究的雅各布·汉纳教授说:“最戏剧性的是在怀孕的第一个月,剩下的八个月主要是大量的生长。”
“但第一个月在很大程度上仍然是一个黑匣子。
“我们的干细胞衍生的人类胚胎模型提供了一种道德和可访问的方式来窥视这个盒子。
“它非常逼真地模仿了真实人类胚胎的发育,尤其是其精致的结构的出现。”
在发表在《自然》杂志上的这项研究中,研究人员使用了幼稚的干细胞——这种干细胞有可能成为体内任何类型的组织。
然后使用化学物质诱导这些细胞生长。
然后,这些细胞将自己排列成模仿真实人类胚胎特征的结构。
这些模型被允许生长到相当于受精后两周大的胚胎的阶段。
汉纳教授说:“根据定义,胚胎是自我驱动的;我们不需要告诉它要做什么——我们只需要释放它内在编码的潜力。
“在一开始就混合正确种类的细胞是至关重要的,这些细胞只能来自没有发育限制的原始干细胞。
“一旦你这样做了,胚胎样模型本身就会说‘开始!’”
在许多国家,14天是正常胚胎研究的法定期限。
然而,这些“胚胎模型”在法律上并不被视为胚胎,也不受相同法律的管辖。
研究人员表示,这种方法可以帮助揭示许多出生缺陷和不孕症的原因。
研究小组补充说,这也可能导致培育移植器官的新方法,并为无法在活胚胎上进行的实验提供一种方法。
汉纳教授说:“许多怀孕失败发生在最初的几周,通常在女性意识到自己怀孕之前。
“这也是许多出生缺陷的起源,尽管它们往往要晚得多才被发现。
“我们的模型可以用来揭示确保早期发育正常的生化和机械信号,以及这种发育可能出错的方式。”
这项研究和最近其他关于早期人类胚胎模型的报告表明,人类胚胎模型正变得越来越复杂
西班牙庞培法布拉大学实验与健康科学系的阿方索·马丁内斯·阿里亚斯教授在评论这项研究时说,他预计这项工作将引发伦理问题,但他补充说,这是“一项最重要的研究”。
他说:“汉纳实验室刚刚发表的研究成果,首次在体外实现了对干细胞完整结构的忠实构建,从而为研究导致人体计划形成的事件打开了大门。”
雷丁大学干细胞生物学和再生医学教授Darius Widera说:“尽管这是一个重要的垫脚石,但这项研究主要集中在早期胚胎发育上,而且该方案的有效性相对较低。”
“重要的是,尽管胚胎样结构与早期人类胚胎相似,但它们并不完全相同。
“这项研究和最近关于早期人类胚胎模型的其他报告表明,人类胚胎模型正变得越来越复杂,越来越接近正常发育过程中发生的事件,这突显出我们比以往任何时候都更需要一个强有力的监管框架。”