科學家距離在不使用精子和卵子的情況下制造出人工生命又邁出了一大步。近日，來自荷蘭馬斯特里赫特大學等的研究人員將兩種完全不同的小鼠干細胞放在一個培養(yǎng)皿里，結果它們長成初期的胚胎形態(tài)。研究人員將其稱為“類囊胚”（blastoid）。

研究人員表示，該技術將在3年內制造出不用精子和卵子培育的小鼠。不過，也有專家擔憂，如果這項技術復制到人類身上，可能會帶來新的威脅。真會如此嗎？

“這項技術離應用還很遠，所以應用上的倫理之爭并不緊迫。目前，它對人類提出的最大挑戰(zhàn)是，原來獲取任何一個哺乳動物的胚胎，都離不開卵或者精子等生殖細胞，而這項技術已徹底不再需要生殖細胞了。此前人類已經掌握把體細胞誘導成為多能干細胞的技術，而這項技術可以進一步讓這些來自體細胞的干細胞直接構建出胚胎。”20日，東北農業(yè)大學生命科學學院教授、家畜胚胎工程實驗室主任劉忠華告訴科技日報記者。

可用于生殖研究和藥物篩選

囊胚是一團球形的細胞群結構，由滋養(yǎng)層、內細胞群和充滿液體的囊胚腔組成。發(fā)表在《自然》雜志上的這項研究，獲得的“類囊胚”主要用于藥物試驗和不育癥研究。

“胚胎非常寶貴，而且如果沒有足夠的數量，就不可能用它們來試驗藥物。有了囊胚，就能獲得足夠的數量進行藥物篩選性研究。”該研究負責人、荷蘭馬斯特里赫特大學教授尼古拉斯·瑞福隆說。

那么，這項技術是如何實現的？“人造胚胎的過程是把體細胞誘導成為兩種不同類型的干細胞，一種是類似于胚胎早期的內細胞團的成分，另外一種類似于囊胚當中滋養(yǎng)層的狀態(tài)，然后在科學家構建的三維培養(yǎng)環(huán)境中發(fā)育，通過相互作用成功構建成早期囊胚的類似物。”劉忠華說，“這項技術的難點在于，以前沒有科學家能夠直接從干細胞構建出胚胎。”

事情的轉機發(fā)生在2017年，劍橋大學等科學家首次在體外合成了人造小鼠胚胎。他們利用小鼠的胚胎干細胞、滋養(yǎng)干層細胞以及細胞質基質，在培養(yǎng)基中成功地誘導合成了類小鼠胚胎結構。

“哺乳動物的受精卵在子宮著床前，需要先發(fā)育成囊胚。這個囊胚是由外層的滋養(yǎng)層細胞，包裹滋養(yǎng)里面的內胚層胚胎干細胞形成。瑞福隆實驗室把滋養(yǎng)層干細胞和胚胎干細胞混合起來，形成可著床的類囊胚。”美國KXTbio生物技術公司研究助理任金琪告訴科技日報記者。

“發(fā)育生物學所用的實驗手段和胚胎培養(yǎng)條件比較苛刻，有很多難以控制的因素，需要長期大量的實驗來摸索條件。”任金琪說，這項技術極大地鼓舞了鼠類囊胚細胞的發(fā)育研究。根據報道，瑞福隆實驗室尚未成功觀察到此類囊胚的子宮著床發(fā)育，所以用這些類囊胚孕育小鼠還要再等幾年。但這項技術可提供大量的類囊胚，應用于人類的生殖研究和藥物篩選，只是利用人類的干細胞材料獲得類囊胚，預計困難重重。

用于人類還需等很長時間

“最快在3年內就能獲得可用的人造小鼠胚胎，但人類胚胎的出現還需等很長時間。”瑞福隆說，“但我不認為應該用囊胚來繁殖人類，這在倫理上很成問題，可能會出現某個活人的克隆體。人類克隆是被完全禁止的。”

任金琪認為，目前研究只是以小鼠為對象材料，涉及倫理問題比較少。如果將來出現應用于人胚胎干細胞的類囊胚研究，應當謹慎對待。尤其是人類類囊胚形成后的子宮著床實驗，必須遵從相應的法律法規(guī)。

“作為一門發(fā)展日新月異的科學，生物學的干細胞應用，是典型的實踐走在理論前面的實例。比如，腫瘤干細胞療法，干細胞定向誘導分化，干細胞引入后跟組織的作用等等問題沒有徹底搞清楚，就開始了干細胞的應用。我個人認為，在動物身上的實驗尚未充分完善之前，大家不要著急用于人體。同時，克隆人是不可以的。”中科院遺傳與發(fā)育研究所生物學研究中心高級工程師姜韜告訴科技日報記者。

姜韜解釋，在應用上，社會各界想象力很豐富，但科學家首先將其作為新材料，對早期胚胎發(fā)育、細胞分化、模式建成等重要基礎問題進行研究。或許社會上部分商業(yè)公司會開發(fā)人體應用，這比較令人擔憂。

“這項成果的重要意義在于又有了全新的材料和視角，研究哺乳動物早期胚胎發(fā)育中細胞分化和模式形成的細胞和分子機制，有助于科學家研究清楚是哪些重要因素引導了一個對稱的球形受精卵，怎么可以發(fā)育出呈不對稱結構的早期胚胎這個根本問題。”姜韜說。（記者 馬愛平）