21天的你长这样？剑桥博士小姐姐研究「人造胚胎」，2篇Nature到手

白交发自凹非寺
量子位报道 | 公众号 QbitAI

已经开始「人造胚胎」了，这可能是21天的你。

△实验室合成胚胎（18天-21天）的模型，伪彩扫描电子显微镜照片

最近，Nature发表的一篇揭示了「人工合成胚胎」的研究新进展。剑桥大学遗传学系团队模拟了人体胚胎发育的「原肠胚形成」过程（18-21天）。

有了这个过程的模拟，可以帮助人们了解孕妇流产、婴儿早期疾病的原因，比如先天性心脏病。连密歇根大学教授、「中科大」校友——傅建平教授也为其点赞！

剑桥大学团队首次模拟「原肠胚形成」过程

人类胚胎发育有三个过程，经过了受精卵、囊泡之后，就会变成原肠胚。

原肠胚它由三层细胞层构成：外胚层(ectoderm)、中胚层(mesoderm)、内胚层(endoderm)。

之后，各胚层继续伸长，形成前后端，随后进行分化，变成身体的各种组织部位。

为什么要研究这一个过程呢？这一过程十分关键。因为人类胚胎在第三周会发生巨大的飞跃，在22天左右就会产生「心跳」，但之前研究者们都未曾深入研究过这一过程。

原因之一在于，很多国家/地区禁止胚胎受孕后14天以上的研究规定，禁止胚胎生长。

那么，这个过程的模型模拟有什么用呢？

它可以帮助人们了解孕妇流产、婴儿早期疾病的原因，比如先天性心脏病、脊髓脊柱裂。

现在，这个团队做到了。连密歇根大学教授、「中科大」校友——傅建平教授也为其点赞！

傅建平教授从MIT博士毕业以后，前往密歇根大学担任机械工程、生物医学工程担任教授。

现在，他还是国际干细胞研究学会（ISSCR）指南工作组成员，在今年，他被评为皇家化学学会（RSC）研究员，以及美国医学和生物学工程学会（AIMBE）会员。

利用胚胎干细胞，建立早期胚胎3D模型

那他们是如何做到的？

简单来说，就是用胚胎干细胞，培养出人类胚胎的3D模型。

这项研究从一个大约300-500个细胞菌落开始，由悬浮培养的人类胚胎干细胞组成，用一种叫做Chiron化学物质来加速他们的发育。

光是寻找合适的条件，尤其是寻找这一Chiron化学物质，这个研究团队就花费了两年时间。

随后，研究人员将细胞分离，分别将其放入培养皿中，随后就等待其发育。

结果发现，有将近60%的细胞都在进行「原肠胚形成」过程，形成了3D「类原肠胚」结构，细胞分化形成三胚层的衍生物中，类原肠胚拉长，产生前后端。

△培养24小时、48小时和72小时的人类类原肠胚，蓝色标记为DNA，红色为神经细胞，绿色为中胚层细胞

不过这个「类原肠胚」最终只存活了4天就自行崩溃了。

通过观察关键的基因表达变化，发现这个只有3天年纪的类原肠胚可以模拟出21天大的人类胚胎的一些关键特征。

这就是他们制作出来的3天大的类原肠胚，已经有了明显的「前后端」，可以模拟出大概21天大的人类胚胎的一些关键特征。

△绿色为后段，模拟胚胎尾端，紫色是前段，相当于发育中的心脏细胞，灰色标记DNA

而在此前他们就曾有过研究，发现小鼠胚胎干细胞产生表现出类似能力的类胚胎结构。

在某些条件下，小鼠胚胎干细胞能够组装成3D聚集体，这种3D聚集体在体外培养时持续伸长，形成前后轴。

这些被称为“类原肠胚”的实体显示出胚胎发育早期阶段的不同特征。

现在，他们进一步的模拟了这一过程。

连着两篇Nature都是同类的研究，这告诉我们，不管是搞科研，还是其他事，都要有始有终。

博士小姐姐的两篇Nature

还是一样的团队，一样的Nature，还是那个博士小姐姐——Naomi Moris。

只不过上次是「二作」，这次是妥妥的「一作」。

她曾在「帝国理工学院」学习生物科学。求学期间，发现自己对发育生物学和表观遗传学很感兴趣。

在英国伦敦癌症研究中心研究了一段时间后，前往「剑桥大学」遗传学系攻读博士。

现在，人工合成胚胎的研究已经开始了，是应该禁止，还是任其发展？

造出来的胚胎应该立刻销毁，还是任其发育？

有的网友说：这不就是「人造人」了吗？违背了伦理与道德。

但也有网友说：科学应该前进，这对医学、遗传学研究等方面都有帮助。

你觉得呢？

论文地址：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2383-9
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0578-0

— 完 —

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