以色列創造出世界上第一個人造胚胎
《CELL》:僅用幹細胞培育了一個有跳動心臟的小鼠胚胎
自古以來，一個新生命來到這個世界需要三樣東西：精子、卵子和孕育受精卵直至出生的子宮。
在以色列魏茨曼科學研究所進行的突破性研究表明，沒有這種原始的三要素也可以創造生命。
根據他們上周在《CELL》雜誌上發表的研究結果，一個完全由成年小鼠幹細胞製造的合成「胚狀體」存活了八天半。甚至看到了取自小鼠的幹細胞自我組裝「變成一個類似胚胎的結構，有腸道、大腦甚至跳動的心臟。
從第1天到第8天在實驗室中的小鼠胚胎模型，來自The Wizemann Institute of Science
人類移植細胞和組織的新來源
魏茨曼分子遺傳學部門的高級科學家雅各布·漢納(Jacob Hanna)領導了這個研究小組。
魏茨曼研究所團隊
他們使用一種特殊的孵化器系統成功培育了一個胚胎。在這種機制中，每個胚胎都浸泡在一個裝滿液體的瓶子里，瓶子在旋轉，這樣有機體就不會粘在旁邊。培養箱為胚胎提供發育所需的一切條件，包括所需的氣體濃度、壓力和溫度，而液體則充當營養液。
這項新實驗建立在實驗室前幾年取得的兩項成功的基礎上。漢納的團隊已經開發出一種方法，可以將幹細胞重新編程到它們最早的發育階段，此時它們最有可能扮演不同的角色（分別生成胚胎本身的細胞，卵黃囊發育的細胞和胎盤發育的細胞）。
Hanna教授的實驗室中開發的從幹細胞培養合成小鼠胚胎模型的方法
兩個月前，漢納教授和一位合伙人創辦了一家名為Renewal Bio的公司，該公司將開發幹細胞技術的可能應用，主要用於治療不育問題和遺傳疾病。「我們所有的發現都有專利，」他說。「這項技術表明，如果你將幼稚的幹細胞置於正確的培養環境中，它們具有自我組織的能力，你什麼都不需要做。」
漢納說，一個可能的應用是為人體移植培養組織，「如果一個人需要血細胞或卵細胞移植，你可以從他們身上提取皮膚細胞，用它們培養短期的模型合成胚胎，從中提取血細胞或非常早期的性腺細胞，最終使卵細胞發育。」
「胚胎的發育過程本質上是製造器官的複雜機制——這是最好的3D生物印表機，」他補充道。
與自然發育的胚胎相比，實驗室製造的人造胚胎是有缺陷的。在10，000個初始細胞聚集體中，只有大約50個最終在8天後自組織成胚胎。合成的也只存活了八天半。(小鼠的整個妊娠期為20天。)
「即使過了8天半，所有器官的最早細胞都還在，」漢納教授強調說。有腦幹細胞，早期的心臟細胞，血液幹細胞，消化系統開始發育，甚至有眼睛的祖細胞。我們肯定希望達到更高級的階段。"
在魏茨曼研究所Jacob Hanna教授的實驗室中，從第5天(左上)到第8天(右下)合成小鼠胚胎模型的開發
漢納教授強調說，他的實驗室團隊還沒有能力培育出成年老鼠，當然也沒有能力培育出人類。
「這離我們非常非常遠，」他說。「但即使我們達到了類似於40或50天的合成人類胚胎的有組織組織的地步，所有器官的幹細胞都已經存在於其中——卵子、心臟等的幹細胞，這可能是創造可用於移植的細胞的組織來源。我們已經在老鼠身上證明了這是可能的，現在我們需要在人類身上看到這一點。」
科學家評議
柏林馬克斯·普朗克研究所所長、幹細胞科學家亞歷山大·邁斯納教授說，魏茨曼的研究「向前邁出了令人難以置信的一步，顯示了多能幹細胞的驚人潛力。人們可以將這些胚胎帶出子宮多遠仍有一個自然限制，但我相信這些限制會不斷被突破。漢納的研究就是一個有力的例子。」
劍橋大學的阿方索·馬丁內斯·阿里亞斯教授是胚胎建模領域的世界專家，他說魏茨曼的研究構成了「我們理解胚胎如何自我構建的一個重要里程碑」。
他補充說:「過去幾年，基於胚胎幹細胞的技術出現了，這種技術允許在實驗室中分化有機體的所有細胞類型。這提高了從這些細胞中重建胚胎的可能性，少數實驗室一直試圖這樣做，並取得了有趣的結果，但從未獲得完整的標本。雅各布·漢納小組現在已經做到了這一點，這是第一次在體外從其組成部分構建完整的胚胎。」
漢納教授實驗室觀察到的小鼠胚胎生命的第8天:一個合成模型(上圖)和一個自然胚胎(下圖)
然而，他指出，「需要明白這是一個概念驗證實驗，還有許多工作要做。」
馬丁內斯·阿里亞斯稱讚了以色列科學家描述他們研究的每個方面的細節，並補充說，「這在以前的嘗試中一直沒有出現，這可能會妨礙該系統的可重複性。」
至於這項技術是否有可能創造人造人類胚胎，馬丁內斯·阿里亞斯說，他預計這將會發生，但不會很快。「應該看到這些人造胚胎都有缺陷且不能發育很長時間，任何人類複製品也應該有同樣問題，那麼就提出了一個重要問題是，需要思考人造人類胚胎的倫理問題。」
