原文作者：David Cyranoski

　　研究人員在實(shí)驗(yàn)室將猴子胚胎培養(yǎng)至第 20 天，或?qū)⒅貑⑷祟惻咛サ降讘?yīng)在培養(yǎng)皿中發(fā)育多久的爭論。

　　中國的兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)成功在培養(yǎng)皿中讓猴子胚胎發(fā)育至 20 天，創(chuàng)下了迄今體外存活最久的靈長類胚胎紀(jì)錄。這項(xiàng)研究揭示了人類胚胎早期發(fā)育過程中一個(gè)關(guān)鍵但缺乏了解的階段，實(shí)驗(yàn)結(jié)果或讓延長人胚胎體外培養(yǎng)時(shí)限的討論再次提上臺面。

兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室中成功將食蟹猴胚胎培育了 20 天。來源：Mark MacEwen/Nature Picture Library

　　研究人員想通過培育胚胎了解胚胎發(fā)育的最初階段。2016 年，美國生物學(xué)家成功在體外將人胚胎培養(yǎng)至 13 天，但隨即停止了實(shí)驗(yàn)——根據(jù)一項(xiàng)國際公認(rèn)的規(guī)則，出于倫理原因，人胚胎的培養(yǎng)時(shí)間不得超過 14 天。作為與人類親緣關(guān)系很近的物種，猴子的胚胎為了解人類早期發(fā)育打開了一扇窗，但科學(xué)家此前只將猴子胚胎培養(yǎng)到最多 9 天。

　　不久前，兩支中國團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)》上發(fā)表論文，報(bào)道了實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的食蟹猴（Macaca fascicularis）胚胎經(jīng)歷的幾個(gè)關(guān)鍵過程，其中包括原腸運(yùn)動，也就是各種類型的細(xì)胞在 14 天左右開始形成的過程，這些細(xì)胞會后續(xù)發(fā)育成不同的器官和組織。

　　加州理工學(xué)院的發(fā)育生物學(xué)家 Magdalena Zernicka-Goetz 表示：“這項(xiàng)研究的最大貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)了一個(gè)與人近似、可供研究體外原腸運(yùn)動的模型系統(tǒng)，這非常令人興奮。”

　　盡管研究表明，猴子的早期發(fā)育可以映射人類最初兩周發(fā)育的多個(gè)方面，但這兩支團(tuán)隊(duì)還是發(fā)現(xiàn)了兩者之間的細(xì)微差異。法國干細(xì)胞與腦研究所的干細(xì)胞生物學(xué)家 Pierre Savatier 說，這說明猴子胚胎可能不是研究人類發(fā)育過程中某些高級階段的合適模型。他預(yù)測，這些論文將推動將培養(yǎng)時(shí)間延長至 14 天以上的政策改革。

　　將猴子胚胎的培養(yǎng)時(shí)間再次拉長還能推動另一個(gè)熱門但有爭議領(lǐng)域的發(fā)展——被稱為嵌合體的人猴雜交胚胎，培育雜交胚胎的目的是為了研究人類細(xì)胞如何分化成器官。由于研究人員無法將猴子胚胎培養(yǎng)至足夠長的時(shí)間來觀察所注射的人類細(xì)胞的行為，這項(xiàng)研究一直難見進(jìn)展。Savatier 表示自己將使用這種培養(yǎng)技術(shù)發(fā)育猴子胚胎，再在胚胎中注入人類干細(xì)胞。他說，“這種培養(yǎng)系統(tǒng)對于嵌合體實(shí)驗(yàn)非常重要。”

　　幸運(yùn)胚胎

　　兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)都選擇在膠狀基質(zhì)上培育猴子胚胎，這種基質(zhì)能夠比子宮內(nèi)細(xì)胞提供更多氧氣。這種培養(yǎng)技術(shù)是由 Zernicka-Goetz 團(tuán)隊(duì)開發(fā)的，該團(tuán)隊(duì)和另外一支同樣來自美國的團(tuán)隊(duì)在 2016 年將人胚胎成功培養(yǎng)至 13 天。

　　在最新發(fā)表的兩篇論文中，其中一項(xiàng)研究由加州索爾克生物研究所的發(fā)育生物學(xué)家 Juan Carlos Izpisua Belmonte 與云南省靈長類生物醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的季維智共同領(lǐng)銜。該團(tuán)隊(duì)報(bào)道稱，200 個(gè)猴子胚胎中有 46 個(gè)發(fā)育到了第 20 天。在另一篇論文中，中國科學(xué)院動物研究所發(fā)育生物學(xué)家李磊團(tuán)隊(duì)表示，他們培育的 3 個(gè)胚胎存活到了第 20 天。

一個(gè) 17 天的胚胎。來源：Y. Niu et al./Science

　　兩個(gè)團(tuán)隊(duì)通過體外受精培養(yǎng)了這些胚胎，并追蹤了它們的發(fā)育過程，從而確定它們是否會像在子宮里一樣發(fā)育。團(tuán)隊(duì)研究的內(nèi)容包括胚胎中各種結(jié)構(gòu)的形成時(shí)間和形狀，支持胚胎生長的結(jié)構(gòu)，不同階段細(xì)胞表達(dá)的蛋白質(zhì)類型，以及會成為卵子或精子的原始生殖細(xì)胞。他們之后再將這些觀察結(jié)果與既往實(shí)驗(yàn)中的同物種發(fā)育情況進(jìn)行比較。在之前的實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家從懷孕天數(shù)不同的猴子體內(nèi)取出過各種階段的胚胎，最長的為 17 天。

　　兩個(gè)研究團(tuán)隊(duì)都稱培養(yǎng)皿中的胚胎與子宮中的胚胎發(fā)育方式相同。Izpisua Belmonte 表示：“可以說我們在體外觀察到的這些結(jié)果反應(yīng)了體內(nèi)的發(fā)育情況。”

　　研究團(tuán)隊(duì)在第 20 天停止了實(shí)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)，胚胎顏色已經(jīng)開始變暗，一些細(xì)胞從胚胎中分離出來，這些都是胚胎結(jié)構(gòu)瓦解的跡象。李磊說出現(xiàn)這些現(xiàn)象的原因尚不清楚。他和 Izpisua Belmonte 表示，在更類似子宮的細(xì)胞外基質(zhì)中培養(yǎng)細(xì)胞，或許能讓胚胎活得更久。接下來，季維智希望能夠?qū)⑴咛ヅ囵B(yǎng)至原始神經(jīng)系統(tǒng)開始形成的時(shí)間點(diǎn)，大概在 20 天左右。

　　細(xì)微差異

　　密歇根大學(xué)安娜堡分校的生物工程師傅劍平一直在嘗試培養(yǎng)合成人類胚胎，他認(rèn)為兩項(xiàng)研究中的數(shù)據(jù)均表明猴子和人類的早期發(fā)育存在細(xì)微但至關(guān)重要的差異，這也讓非人靈長類動物胚胎無法完全替代人細(xì)胞的研究。他說：“體外培養(yǎng)的人胚胎仍然是研究和理解人類發(fā)育所不可替代的系統(tǒng)。”

　　Savatier 說，季維智和 Ispizua Belmonte 的這篇論文中指出了一個(gè)差異，那就是猴子細(xì)胞中表達(dá)的最終會形成胎盤的基因與人類的不同。但要研究人胚胎的后期發(fā)育過程，監(jiān)管機(jī)構(gòu)必須先解除 14 天的禁令。

　　美國團(tuán)隊(duì)在 2016 年將人胚胎培育至 13 天之后，一些科學(xué)家和倫理學(xué)家提出應(yīng)修改 14 天政策。2017 年的一項(xiàng)英國民意調(diào)查也顯示公眾強(qiáng)烈支持延長這一期限。Savatier 等人認(rèn)為，揭示人胚胎發(fā)育具有獨(dú)特特征的研究結(jié)果將為政策改革增添新論據(jù)。他表示：“毫無疑問，這項(xiàng)工作將迫使倫理委員會和監(jiān)管機(jī)構(gòu)就 14 天規(guī)則重新展開討論。”

　　研究人員相信，如果規(guī)則改變，就能用膠狀基質(zhì)把人胚胎培養(yǎng)到更后期的階段。季維智表示他們研究所的另一個(gè)小組已經(jīng)開發(fā)了一種專門針對人胚胎的實(shí)驗(yàn)方法，不久將發(fā)表。他說：“這個(gè)系統(tǒng)或能用于將人胚胎培養(yǎng)至 20 天，但我們尚未打算這么做。”

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的20天！中国研究团队创灵长类体外胚胎培养新纪录的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。