無需精子和卵子，科學家培育出了第一個人造胚胎

在一項世界首次的試驗中，科學家從頭開始，設法利用兩種類型的幹細胞在細胞培養皿里培養一種有功能化的、人造的胚胎。

幹細胞可以在體外的凝膠中生長，並且可以轉換成早期的內臟器官，就像在正常發育的胚胎中那樣。研究員現在期望此技術可以解決一些關於生命起始的謎題。

早前關於人造胚胎的嘗試都功虧一簣，因為他們只用了胚胎幹細胞（embryonic stem cells,ESCs）。胚胎幹細胞是從一種叫做囊胚（blastocyst）的可自由移動的細胞團中取得的，該細胞團因卵子受精形成。但問題是，生命並不僅僅是由胚胎幹細胞發育而來的，另外兩種類型的幹細胞，胚外滋養層幹細胞（trophoblast stem cells ,TSCs）以及原始內胚層幹細胞（primitive endoderm stem cells）對於發育也至關重要。這些源於胎盤以及卵黃囊的附加幹細胞與胚胎幹細胞協同作用，保證了器官正常發育，並且給予了胚胎穩定的營養供應。

所以澤妮卡·戈茨（Zernicka-Goetz）和她的團隊嘗試結合轉基因鼠的胚胎幹細胞和滋養層幹細胞，並且搭建了一個以凝膠為主的3D腳手架，這樣幹細胞就能模擬普通胚胎的形成模式。

大約四天半之後，研究人員得到了活胚胎，這些胚胎看起來就像正常的老鼠胚胎。他們還開始進一步了辨別各種各樣的組織以及器官。

到了第七天，胚胎自己分裂成了兩個部分，這是形成胎盤的開始，就像真的老鼠那樣。

如下圖，你可以看到第96小時的老鼠胚胎（左），以及第48小時的胚囊期（右）

紅色部分是胚胎，藍色部分是胎膜，這表示後期會形成胎盤。

圖片來自：劍橋大學

在這個孕育生命的過程中，沒有一個時期用到卵子或者精子。

研究人員說道：「我們將兩種類型的幹細胞放在一起並讓它們互相識別，它們之前沒有被處理過。我們觀察到兩個細胞可以在沒有幫助的情況下自己形成組織。」

在科學家終止這個胚胎前，胚胎達到的發展階段等同與一隻老鼠孕程的三分之一。

研究人員承認胚胎很難存活過這個階段了，因為沒有原始內胚層幹細胞來生成卵黃囊。卵黃囊是一層厚厚的膜，它緊貼胚胎並為其提供營養以及血細胞，直到胎盤完全具備了相關功能。

和從零開始造生命一樣酷炫的是，這項研究的目的並不是促進人造生命，而是給了我們了解早期生命真實發生情況的機會。

在人類早期妊娠時間段里，超過三分之二的人會流產，並且沒有人知道這是為何。

培育沒有卵子和精子參與、能存活於沒有子宮環境的人造生命，研究員擁有穩定供給的測試胚胎，藉此他們就能梳理早期生命的種種細節。

接下來就是要看看這項技術能否使用人類幹細胞，團隊對達成此目標十分有信心。

研究人員說：「我們很樂觀，這將會讓我們學習到人類發展至關重要階段的關鍵事件，還不需要真的在胚胎上操作。了解胚胎的正常發展可以讓我們了解它為什麼經常出錯。」

蝌蚪五線譜編譯自sciencealert，譯者 小趙，轉載須授權

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