“无中生有”！科学家培育出“全人工合成”胚胎，能为我们带来什么？

尽管尘世间生命为数众多，以万亿计算，但具体到每一个生命，其降临到世间是需要一些巧合的：精子与卵子宿命的邂逅，在加上适合受精卵孕育成形的子宫。

从古至今，对母亲的赞誉从未止歇，就是因为在怀胎十月的漫长期间，母亲必须面对孱弱的躯体与行动不便的窘迫。

然而，以色列魏茨曼科学研究所JacobH. Hanna团队开展的一项突破性研究表明：没有精子、卵子与子宫这三要素，也能够创造生命。

以色列的科学家创造出世上首个人造胚胎，这一项研究成果已经发表在世界权威学术杂志《Cell》（细胞）上，作为生命科学领域的最新研究发现而备受同行的瞩目。

以色列的医学研究者采用成年小鼠干细胞制造了一个合成“胚状体”，它甚至存活了八天半之久。

自然情况下，发育8.5天的胚胎（上）和新研究培养8天的胚胎

（图片来源：JACOBHANNNA LAB/WEIZMAN INSTITUTE）

这个团队研制出特殊的孵化器系统，为胚胎的存活发育提供一切适宜条件，浸泡在营养液中缓慢生长的胚胎犹如一个小巧而精致的机器，这个毫不起眼的胚胎也许是人类最接近“创世主”的一次尝试。

在盛装胚胎的容器中，科学家甚至观察到一系列生理结构结构，有肠道、大脑甚至跳动的心脏[1]。

人工诱导产生“合成胚胎”，并在“人造子宫”中培养

更重要的是，通过分析合成胚胎在不同组织中的基因表达模式，研究人员发现它们与天然状态下胚胎的相似度高达95%。

合成胚胎和天然胚胎的基因表达模式的相似度高达95%

这支科研团队的核心人物雅各布·汉纳(JacobHanna)是魏茨曼分子遗传学部门的高级科学家，他所创办的RenewalBio公司主营干细胞技术的应用，主要涉及不育问题和遗传疾病的治疗。

汉纳教授认为，干细胞应用的一个方向是为人体移植培养组织——“如果一个人需要血细胞或卵细胞移植，你可以从他们身上提取皮肤细胞，用它们培养短期的模型合成胚胎，从中提取血细胞或非常早期的性腺细胞，最终使卵细胞发育。”

利用小鼠干细胞培育的胚胎似乎为再生医疗当前笼罩的迷雾撬开了一丝光亮。

尽管在本次实验中制造的胚胎还具有缺陷，而且成活率极低——在10，000个初始细胞聚集体中，只有大约50个最终在8天后自组织成胚胎，但毕竟是人类向合成胚胎技术领域迈出的勇敢第一步。

从某种意义上说，干细胞的超强增殖与分化能力为人类追本溯源提供了强劲助力。

这项技术的突破对于医疗实践意义重大。

长期以来，亟待器官移植的病患苦于无处寻觅合法而价格易于接受的器官供体，此前深受重视的3D打印技术是合成制造人体器官的可行方案之一，但目前支架材料和种质细胞两项技术仍旧存在一定瓶颈未能突破。

对于某些具备骨骼的器官，其生长速度和最终长成的骨骼强度是否能达到临床要求，也是再生医学发展面临的痛点，至今尚未解决[2]。

干细胞的魅力正在于它不仅能修补受损组织，而且还能从无到有地产生各种人体身上的“零件”。

在本世纪初“人类基因组计划”完成，生命科学进入到新的发展阶段，海量的生命过程和疾病机制得到阐明，而基因编辑、合成生物学、脑科学、干细胞医疗应用走上高光舞台。

• 在2020年，日本大阪大学就已经完成全球首例诱导多功能干细胞培养角膜的移植手术；奥地利科学院分子生物技术研究所等机构利用人体多功能干细胞培育出“高仿真”人体血管类器官；

• 今年，在上海张江细胞产业园也有利用干细胞基因技术制造人工器官的项目正在筹划落地，针对肺和肾进行再生修复已进行了60多例临床试验[3]。

为了确保干细胞再生技术的研制可控可靠，世界各国对干细胞相关研究项目都进行了法律法规层面的约束，并给出适当政策扶持。

• 美国国立卫生研究院（NIH）在再生医学领域投入重金，从2014-2017年连续投入约35亿美元；

• 欧盟方面则从2016年起通过“地平线2020”计划为包括再生医学在内的生物医学技术及产品设立专项资金予以支持；

• 英国是首个允许人体胚胎研究的欧洲国家，通过英国研究与创新署（UKRI）和生物技术与生物学研究理事会（BBSRC）为科研院校提供每年3亿英镑的经费，支持干细胞相关技术的前沿探索；

• 日本自2009年4月起简化胚胎干细胞的研究审批制度，在2012年年底开始对再生医学大量投资约1100亿日元[4]。

干细胞深孚众望，干细胞研究硕果累累。干细胞研究犹如交通枢纽，沟通交流可从再生医学、器官移植、罕见病研究、干细胞研究、药物开发等诸多领域。

为此，中国国家科技部发布了“十四五”国家重点研发计划“干细胞研究与器官修复”重点专项2021年度项目申报指南，其中的核心正是干细胞发育与器官再生这样的关键问题。

人造子宫，无性繁殖，这些概念似乎只存在于科幻作品中，但随着科学技术的发展，这些科幻概念正在一步步写入现实。

假以时日，干细胞技术无疑能为重要组织器官修复与替代及重大疾病诊疗提供创新理论和技术[5]。

[1]http://news.sohu.com/a/579401203_121119252

[2]http://www.kepu.gov.cn/www/article/dtxw/56c5acb3c7f342c195f124f249060fc3

[3]https://sghexport.shobserver.com/html/baijiahao/2021/06/04/451922.html

[4]郑颖,邓诗碧,陈方.干细胞与再生医学技术发展态势研究[J].中国生物工程杂志,2022,42(04):111-119.DOI:10.13523/j.cb.2110017.

[5]左鹤,刘哲,梅倩茹,杨振华,屈静.干细胞及类器官在特发性肺纤维化修复和再生中的应用[J].药学学报,2021,56(11):2900-2907+3204.DOI:10.16438/j.0513-4870.2021-0828.

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