“机器子宫”体外合成胚胎

    以色列科学家首次在不需要精子或卵子的情况下，利用干细胞制造出人造小鼠胚胎，并使用一种创新的生物反应器培育该胚胎，使其成功在子宫外生长。

    此前，研究人员已经用由多种小鼠或人类干细胞制成的胚胎模拟体，重现了早期发育的部分过程，包括胚胎干细胞，它们来自正常胚胎，可以形成人体的所有组织。然而，这些模拟胚胎最终却遇到了发育障碍——它们的细胞开始分化，但不能合成器官。

    其中一个障碍是如何让人造胚胎存活数天以上。去年，以色列科学家公布了一项培育过程，使得他们在母体外培育标准小鼠胚胎的时间达到创纪录的11天（一般小鼠的妊娠期约为20天）。关键步骤包括将胚胎放入装有类似摩天轮装置的培养箱中，该装置可在装满营养素和生长因子的液体瓶中旋转胚胎，使得研究小组能够精确控制生长条件，如氧气水平。

    然而，这些胚胎来自小鼠的受精卵。为了确定同样的过程是否能让干细胞转化为成熟胚胎，研究团队又将基本的小鼠胚胎干细胞与经过基因改造的胚胎干细胞谱系混合，使其在胚胎外产生支持生长的组织。研究小组在培养皿上培养细胞第5天后，将其转移到旋转瓶中。

    到了第8天，这些“胚状体”与8.5天的自然胚胎非常相似——拥有跳动的心脏、明显的头尾轴、形成骨骼肌的块状部分、发育中的大脑、脊髓及其他器官。研究人员还测量了超过4万个类胚胎细胞的基因活性，发现所有预期的细胞类型都位于正确的位置。由于未知原因，这些人造胚胎在发育8天后停止了生长。

    研究人员表示，胚胎中的细胞和组织释放调控其相邻细胞正确发育的因子。因此，首先将干细胞培育成人工胚胎可能会提供一种更好的方法，以产生可移植用于治疗人类疾病的细胞类型。

    （《中国科学报》8.8 李木子）