先Cell，再Nature，无需受精卵的人造胚胎已经发育

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

如果要用生物学知识描绘新生命诞生的全过程，那至少得用一本胚胎学教材的篇幅，牵涉海量专业术语，并不断叫醒听得睡着了的生物学爱好者。

但如果只用一句话概括这个过程，所有人都会异口同声：精子和卵子结合成为受精卵，受精卵发育为胚胎，胚胎发育成胎儿。

但现在，科学家利用干细胞技术打破了所有人的共识。他们重新组装小鼠的胚胎相关干细胞，并将组装体植入子宫内，使其如同正常胚胎那般，在8.5天时间里发育出大脑和心脏等器官。

换言之，他们无需精子和卵子，直接用干细胞造了个胚胎。

该研究是剑桥大学科研团队多年工作的结晶，于8月25日发表在《自然》杂志上。

论文作者玛格达莱娜·泽尼卡-格茨（Magdalena Zernicka-Goetz）等人表示，此成果有望提供关于胚胎发育的更多新见解，回答“胚胎早期发育为何经常失败”的问题（20%~50%的怀孕可能以流产告终），甚至可能推动实验室培养器官方面的工作，带来功能齐全的人造器官。

格茨和同事所利用的干细胞有3种，分别叫“胚胎干细胞”（ESCs）、“滋养体干细胞”（TSCs），以及“可诱导胚外内胚层干细胞”（iXEN）。

ESCs来自囊胚期胚胎的外胚层（epiblasts），能分化成为成体的任何类型细胞。除了外胚层，囊胚还有滋养外胚层（trophectoderm）和原始内胚层（primitive endoderm），前者产生的滋养体细胞（trophoblasts）在体外可培养成TSCs，后者产生的细胞则可体外培养为iXEN。

经研究人员的妙手，ESCs、TSCs和iXEN一起组成了所谓的“干细胞衍生胚胎”（stem-cell derived embryos）。

上下两图分别代表天然胚胎和人造胚胎

综上，我们可以这么总结格茨团队的工作：将天然的囊胚期胚胎进行拆分、培养、重装，最终得到人造胚胎。

严格来说，以色列的Renewal Bio公司是第一个宣布人造小鼠胚胎的团体。他们提取实验小鼠的皮肤干细胞并作体外培养，得到了可发育出大脑和心脏的人造胚胎。该成果于8月1日发表在《细胞》杂志上。

不过剑桥团队表示，他们比以色列科学家更早投递论文，但历经了长达约一年的评审过程；此外，他们认为自己的模型比迄今为止其他任何团队的模型都更复杂。用格茨教授的话说：

这确实是第一个能让我们研究小鼠胚胎发育出大脑的过程的模型。

不过话说回来，目前这个领域仍处于初期阶段。除了伦理方面的种种限制，技术上的最大挑战是延长人造胚胎在体外环境下所能存活的时间。

小鼠胚胎的完整发育需要大约20天。去年，Renewal Bio公司的团队证明在烧杯里培养胚胎长达6天是可实现的；而剑桥团队也在开发“延培”技术。要想取得这方面的突破，科学家很可能需要制备人造子宫或胎盘之类的结构。