IT|当实验室里的人类胚胎长出心脏,是进步还是灾难?( 二 )


该准则已被世界各地的研究人员接受,在一些国家,例如德国和奥地利,对人类胚胎进行任何研究都是非法的 。还有许多国家通过法律规定了14天的限制,如英国、中国、日本、澳大利亚和加拿大 。在少数地方,包括美国和以色列,有指导方针,但没有法律禁止或限制人类胚胎研究,但研究不能得到联邦政府的资助 。
ISSCR指南的上一次更新是在2016年,两个研究小组发表突破性成果之前 。
英国剑桥大学在2013年开始了对人类胚胎超过7天的培养的探索 。该小组想了解在囊胚或“细胞球 ”阶段之后会发生什么,他们掌握了正确的激素和生长因子配方,在2016年将人类胚胎培养到第12-13天 。
科学家想要回答一个问题,基因如何在胚胎的细胞中表达?在迄今为止最大的人类胚胎研究之一中,科学家分析了16个在实验室中发育的胚胎的4820个单细胞,单细胞RNA测序显示,当胚胎细胞从全能性(仍可成为体内任何细胞)过渡到多能性(一种更加分化的状态)时,哪些基因会关闭,哪些基因会开启?这项研究首次揭示了支撑人类发育的部分机制 。
处理动物胚胎的研究人员已经将它们培养到了相当于14天的发育期,这可能为人类胚胎培养的类似进展铺平道路 。3月,相关人员将小鼠胚胎在实验室中的培养时间延长了一倍,从第5.5天到第11天(大致相当于人类的第13到30天) 。
如今,小鼠胚胎的境遇将被平移到人类身上,布里凡想解开将干细胞变成第一个脑细胞的遗传程序,还想揭示四腔心脏跳动的分子指令 。这两个事件都发生在第14天之后,解开它们的秘密或许可以理解神经发育障碍和常见先天性心脏缺陷的关键 。
他的小组正在向他大学的监管委员会申请,将他们对人类胚胎的研究延长到第21天 。在这额外的一周里,整个身体分化持续进行,脊髓、大脑、骨骼、心脏、血液、肌肉和面部的结构将分化出现 。

IT|当实验室里的人类胚胎长出心脏,是进步还是灾难?
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妊娠过程中流产的、发育约两个月的人类胚胎 。图片来源:中国生物技术信息网
生命“模型”
目前已经有一些方法来观察哺乳动物的胚胎发育过程,不是通过使用真实的胚胎,而是通过用干细胞的三维混合物构建模型 。
在过去的五年里,研究人员在实验室里精心制作了各种胚胎模型,可以用来窥视第14天以后的阶段 。在大多数情况下,这些胚胎模型不受14天规则或任何特别审查的约束,2017年,密歇根大学的团队通过培养3D胚胎干细胞就做出了第一个人类胚胎模型 。
随着真实胚胎和模型胚胎工作的推进,科学家们热衷于了解两者的真正相似性,找出模型在其分子细节方面的差异,以及其细胞的行为方式,一旦研究成熟,研究人员可以减少使用人类胚胎的数量,只在有充分理由的情况下才会使用它们 。

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