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人工合成胚胎即将到来,没有人知道如何处理

发布时间:2024/6/3 9:13:07   点击数:

两年前,邵(Shao)是一名具有生物学天赋的机械工程师。当时他正在研究胚胎干细胞,这种干细胞是从人类胚胎中提取出来的,能够形成任何细胞类型。当他尝试通过在软凝胶支架中生长让细胞形成更有组织的三维结构的方法时,他也在寻找原始神经组织的迹象。

引起他注意的是,这些细胞似乎比预期的变化要快得多,它们在几天内迅速地将自己排列成一个不对称的圆圈。

它是什么?邵感到震惊并且在谷歌上搜索了一下,看看他是否能识别出这个结构。当他登录一个名为“虚拟人类胚胎”网站,输入后不久他发现了一些融合到子宫壁的人类胚胎的显微镜照片,而且是10天大的人类胚胎。这是羊膜囊和胚盘,或未来的身体形成的开始,这些与他所看到的相符。

邵告诉了他的同事,他们是一个由生物学家和工程师组成的混合团队,在密歇根大学办公。“当我向团队展示图片时,每个人都说:“哇,我们需要弄清楚该怎么做”邵说。难道他们从干细胞中获得了真正的人类胚胎吗?“那时,我们开始变得更加谨慎了。”

研究小组很快发现,这种类似人类胚胎的结构并不完整,也不能成长为一个人。因为他们缺乏制造胎盘、心脏或大脑所需的细胞类型。即便如此,密歇根的“胚胎”已经足够现实,以至于实验室用洗涤剂或甲醛液来摧毁它们,以确保它们不会再进一步发展。

密歇根的这项工作是器官类研究更大繁荣的一部分,科学家们正在利用干细胞制造出越来越像大脑、肺或肠道的细胞群(参见“10项突破性技术:大脑器官组织”)。现在,类似邵的发现说明模仿胚胎本身是可能的。

例如,今年英国剑桥的研究人员通过结合两种类型的干细胞,构建了一个令人信服的六日龄小鼠胚胎的复制品。现在,该小组正试图对人类细胞做同样的事情,就像其他一些人一样,包括纽约洛克菲勒大学的一个人。科学家们说,新技术——他们称之为“合成胚胎学”的出现,让他们相信,有可能让他们第一次详细地探索人类发展引人入胜的开篇章节。

要做到这一点很难,因为正常的胚胎在实验室里的生长时间不超过一周。在这之后发生的关键事件在很大程度上是无法获得科学研究的。甚至,在大多数女性得知自己怀孕之前,它们就已在人类子宫的黑暗中发生了。

图为在密歇根大学使用的微流体装置培养由胚胎细胞制成的组织细胞,每个小蓝色通道内可容纳10个有机物。

更重要的是,对真正的人类胚胎的研究受到堕胎政治的束缚,法律的限制,仅限于从IVF诊所(体外受精诊所)获得供应。现在通过种植胚胎,科学家们发现了一种绕过这些限制的方法。他们已经构思了一整套现代化的实验室工具——基因编辑,光遗传学,高速显微镜——可以让他们重复一项实验数百次,或者用基因魔法可以一次性询问一千个问题。

来自密歇根团队一项成果是:一个细胞模仿胚胎自我组织成结构的特写视频,这令人激动。“干细胞拥有这种能力,这太不可思议了,”JianpingFu说,他是密歇根大学的教授,邵是其工程实验室的学生之一。JianpingFu说,带有胚胎形状东西的出现以及它的一些特征,“完全是件意外的事;尽管我还是不敢相信,但这表明这些细胞记住了它们应该做什么。”

密歇根的科学家们现在已经计划制造数百种胚胎。这些可用于筛选药物,以了解哪些原因会导致出生缺陷,帮助其他人找到增加怀孕的机会,或为实验室生成的器官创建起始材料。但是,这一点上关于道德和政治的争吵可能并不遥远。

“这是科学和生物伦理学领域出现的一个热门新领域。在未来的几年里,这一问题似乎仍将受到争议,”JonathanKimmelman说,他是蒙特利尔麦吉尔大学生物伦理部门成员兼干细胞科学家国际组织的领导人。

培养皿里是什么?这个问题似乎还没有答案。事实上,没有人知道该如何称呼这些新实体。今年3月,哈佛大学的一个研究小组在一篇论文中提出了一个包罗万象的“具有胚胎特征的人工合成人类实体”或称为SHEEFS,并在一篇论文中警告说,“许多新物种”即将出现,包括现实的迷你大脑。

邵在麻省理工学院继续他的培训,深入研究了道德问题,并得出了自己的结论。“在研究早期,我们开始

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