艾德思：Nature子刊人类首次利用人体干细胞创造出人造胚胎活体模型

2019年7月4日/医麦客 eMedClub/--- 2019年7月1日,一项关于 利用人类胚胎干细胞,首次创造出具有三维结构的人类胚胎活体模型 的研究在杂志上发表,研究成果令人兴奋,但在人类胚胎研究这个领域,毫无疑问,又一次引发了争论.

令人兴奋的发现

直接研究人类的原肠胚形成和对称性破坏仍然是极具挑战性的,不仅因为目前的伦理准则,而且因为缺乏生物材料.因此,人类胚胎的合成模型是解决这些问题的唯一选择. 科学家们从一个值得注意的案例中发现,由人类胚胎干细胞(hESCs)形成的三维单层球形上皮细胞,在一定的机械条件下,其部分表现出不对称的外胚层 — 羊膜形态学,外胚层部分分化 为原条蛋白质 BRA+细胞,因此可能模拟了原肠胚形成过程. 因此研究人员认为, 利用hESCs建立外胚层 — 羊膜不对称模型,将外胚层 — 羊膜的转变与前 — 后轴的形成相结合将是一个有趣的研究方向.

在这项研究中,研究人员将hESCs放入含有水凝胶的培养皿中,并添加一种蛋白质,以诱导hESCs形成类似于早期胚胎的三维空心球状细胞,作为一种外胚层模型,用于观察前 — 后对称性的破坏. 重要的是,这种模型显示,在没有任何胚胎外组织或母体提示的情况下, 仅人类外胚层模型就可以自发地建立前 — 后轴,并在低剂量的BMP4的作用下进行局部上皮 — 间质转化,开始了最终可发育成胎儿的更复杂结构的发育 . 这意味着科学家们 创造了类似于人类原始胚胎的生命体,这是迄今为止在实验室中创造的最先进的模型实例 .

研究人员希望,这些由人类胚胎干细胞制成的发明, 可以为人类发展提供至关重要的新见解,并为治疗不孕症/预防流产/出生缺陷和许多疾病带来新方式 .

不可避免的伦理争议

几十年来,科学家们一直致力于了解胚胎发育成胎儿的一些最早步骤. 但其中一些最关键的问题一直是个谜. 这是因为它们发生在女性的子宫里,无法被研究. 另外科学家被禁止在他们的实验室里研究发育超过14天的人类胚胎,即 "14天期限'原则 .

" 我们建立了一个人类胚胎的模型,它是在子宫外发育而来的,不是精子和卵子的产物,而是自我组织成复杂结构的人类胚胎干细胞的产物 ,'这项新研究所在的实验室的负责人,纽约Rockefeller University分子生物学家,这项新研究所在的实验室的负责人,Ali Brivanlou说. 但重要的是, 该模型又迈出了至关重要的一步: 它们打破了球体细胞的对称性,从而开始向更复杂结构的发展. 能够重新创造并研究第一个打破对称的时刻,这确实是令人兴奋的.

▲  Ali Brivanlou  .

著名干细胞科学家/Harvard Medical School院长 George Daley博士 和Case Western Reserve University和Harvard Medical School的生物伦理学家 Insoo Hyun博士 也都表示,从科学角度讲,这项研究很重要,我们真的无法进入发育的早期阶段,但现在我们在培养皿中有了这个非凡的工具,这是一项非常令人兴奋的成果.

▲  George Daley, M.D., .

同时,他们也提出了一些令人担忧的问题,"14天期限'原则是使用人类胚胎进行体外研究的重要伦理原则. Brivanlou的人造胚胎最终可能会接近一个14天大的人类胚胎,甚至更大. 因此, 科学家应该在多大程度上创造人类胚胎的活模型,也就是说,您要让这些结构发育多久,它们什么时候开始触及人类胚胎生物学研究上的一些伦理挑战,这或许是最主要的问题.

"这项研究是不可预测的. 这些细胞的自我组织方法有时会让研究人员感到惊讶,它们达到了他们没有预料到的复杂程度,' Hyun说,"前方潜伏着危险. '

▲  Insoo Hyun , .

然而,Rockefeller University的科学家们一致认为,研究人员和生物伦理学家需要讨论这项研究提出的问题.但他们坚持认为, 这些模型不具备人类胚胎的道德地位,也不可能成为婴儿. "这些并不是真正的人类胚胎,' 该论文的第一作者Mijo Simunovic说 ,"如果我们让它们生长,它们永远不会成为人类胚胎.'

正因为如此,国际干细胞研究协会正计划修改这类研究的指导方针.是时候开始考虑重新评估这类实验的局限性了.科学已经发展到这些指导方针现在必须重新审视"14天期限'原则的地步.

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