作者:梅根·蒙西和海伦·阿布，《对话》 人类胚泡
研究人员现在已经通过对人类皮肤细胞重新编程，创造了这种早期胚胎结构的“模型”版本
信用:哈里苗/维基共享，抄送 研究人员通过对人类皮肤细胞进行“重新编程”，成功培育出早期人类胚胎的模型
这一突破有可能开辟新的途径来研究人类发展的早期阶段，了解更多关于发育障碍、不孕和遗传病的知识，甚至可能提高试管婴儿治疗的成功率
在今天发表在《自然》杂志上的一项研究中，由我们的同事何塞·波罗领导的团队发现，当皮肤细胞以特定的方式处理时，会形成类似于早期人类胚胎的3D结构
由吴俊领导的一个美中研究小组也报道了类似的壮举，创造出类似于早期胚胎的结构，称为“胚泡”
" 虽然这是一个令人兴奋的科学进步，但考虑这背后的伦理以及其他新兴的人类发展建模方法也是至关重要的
在盘子里培养“人体器官” 在过去的50年里，研究揭示了许多关于我们身体不同器官是如何形成的，以及在疾病期间细胞水平上发生了什么
其中许多见解来自干细胞研究的最新突破，科学家可以有效地从人体组织中创建3D模型或微型器官，类似于身体特定器官的结构和功能
这些被称为器官样细胞的结构被用来了解肾脏是如何形成的，了解寨卡病毒感染期间发育中的大脑发生了什么，并测试一系列疗法，以找到阻止肠癌或胰腺癌进展的最佳方法
这些进展依赖于干细胞的先天能力，当给予合适的条件时，干细胞能够将自身组织成特征性的解剖和功能特征
研究人员可以使用取自患者自身组织的干细胞来创建取自这些细胞的器官的3D模型
许多但不是所有的器官都有自己特定的干细胞
其他方法使用一种更基本的干细胞，称为“多能干细胞”，从人类胚胎中获得，或者在实验室中通过一种叫做重新编程的过程从皮肤或血液细胞中产生
这种方法意味着研究人员可以创造干细胞，然后诱导它们模仿特定器官的形成
虽然这些3D结构通常被称为微型器官，但它们通常只复制器官结构和功能的某些方面
探索发展的“黑箱” 虽然干细胞可以揭示许多器官是如何形成的，但迄今为止的研究很少深入了解发育中的胚胎和建立并维持妊娠所需的子宫内膜之间的复杂相互作用
这个时期包括着床后的最初几周，有时被称为发育的“黑匣子”，因为在这个早期阶段获取生殖材料是极其困难的
此外，即使在允许对捐赠的体外受精胚胎进行研究的国家，研究通常也仅限于受精后的前14天，而替代动物模型在揭示人类胚胎植入的独特过程方面几乎没有价值
由于流产影响六分之一的妊娠，以及胚胎移植失败导致的高不孕率，我们需要更好的方法来理解和解决这些毁灭性的后果
人类胚泡的生长过程(上图)和实验室中从人类皮肤细胞中生长的类囊体(下图)
学分:莫纳什生物医学发现研究所 创建3D模型可以提供答案 人类多能干细胞已经被用于创造在植入时和植入后立即复制特定发育方面的结构，但不能复制整个胚胎
今天报道的新发现提供了另一种方法来探索着床前后的发展
与动物研究不同，在动物研究中，3D模型胚胎是通过组装来自预先建立的干细胞系的细胞来编译的，这种方法依赖于适应用于产生诱导多能干细胞的技术
在波罗的研究小组采用的方法中，首先对成年捐献者的皮肤细胞进行处理，在几周内对它们进行“重新编程”，有效地将它们的发育重新设定到更早、更不专业的状态
然后，研究人员将这些细胞在3D集群中生长6天，之后其中一些细胞形成非常类似于“胚泡”的结构——胚泡是植入前胚胎发育的最后阶段
这些实验室生长的结构被称为“人造纤维”
" 第二组培养了人类多能干细胞系——既有胚胎干细胞系，也有通过重编程产生的——在一个略有不同的两步过程中促进3D集群的形成
他们称它们的结构为“胚状体”
" 虽然类胚体和囊胚体似乎在结构和功能上都与真正的胚泡相似，但尚不清楚它们与由精子和卵子形成的真正胚胎有多相似
虽然这些模型显示出共享基因模式，并以实际胚胎特有的方式在培养中做出反应，但研究人员也看到了显著的异常，如生长不同步和胚胎中通常不存在的细胞
伦理问题 很难决定我们应该在利用干细胞培育“模型胚胎”和研究试管婴儿创造的真正人类胚胎之间划定什么样的道德界限
有些人可能根本看不到这两个过程之间的伦理区别
其他人可能支持创建模型，但只支持特定类型的研究，如了解不孕症或遗传病的起源
这些人可能会尝试使用这些模型来测试基因编辑技术，以纠正遗传病，而不是简单地研究它们
在考虑这些道德问题时，我们需要解决三个重要问题: 可能的好处是什么？科学目标可以通过其他方式实现吗？什么是适当的监督过程？ 虽然3D模型不是人类胚胎，但现有的关于体外受精胚胎创造和使用的国家法律可能会提供有用的指导和监督
许多国家有专门的审查委员会，向研究人员提供独立的建议，并确保道德透明
最重要的是，我们需要认真对待这个问题
这项科学很复杂，很可能引发25年前克隆技术突破所引发的许多同样的担忧
有一件事似乎很清楚，就像当时一样:这项新技术应该只用于实验室研究
必须严格禁止任何试图用它来确定人类或动物怀孕的行为
国际干细胞研究协会将很快发布一套新的指南，可能会为人类胚胎建模研究提供更明确的建议
正如过去在其他道德问题上所做的那样，这种全球性的方法至关重要
这关系重大，不能忽视其中的复杂性
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