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白交 發自 凹非寺
量子位 報導 | 公眾號 QbitAI
已經開始「人造胚胎」了，這可能是21天的你。
△實驗室合成胚胎（18天-21天）的模型，偽彩掃描電子顯微鏡照片
最近，Nature發表的一篇揭示了「人工合成胚胎」的研究新進展。劍橋大學遺傳學系團隊模擬了人體胚胎發育的「原腸胚形成」過程（18-21天）。
有了這個過程的模擬，可以幫助人們了解孕婦流產、嬰兒早期疾病的原因，比如先天性心臟病。連密西根大學教授、「中科大」校友——傅建平教授也為其點讚！
劍橋大學團隊首次模擬「原腸胚形成」過程
人類胚胎發育有三個過程，經過了受精卵、囊泡之後，就會變成原腸胚。
原腸胚它由三層細胞層構成：外胚層(ectoderm)、中胚層(mesoderm)、內胚層(endoderm)。
之後，各胚層繼續伸長，形成前後端，隨後進行分化，變成身體的各種組織部位。
為什麼要研究這一個過程呢？這一過程十分關鍵。因為人類胚胎在第三周會發生巨大的飛躍，在22天左右就會產生「心跳」，但之前研究者們都未曾深入研究過這一過程。
原因之一在於，很多國家/地區禁止胚胎受孕後14天以上的研究規定，禁止胚胎生長。
那麼，這個過程的模型模擬有什麼用呢？
它可以幫助人們了解孕婦流產、嬰兒早期疾病的原因，比如先天性心臟病、脊髓脊柱裂。
現在，這個團隊做到了。連密西根大學教授、「中科大」校友——傅建平教授也為其點讚！
傅建平教授從MIT博士畢業以後，前往密西根大學擔任機械工程、生物醫學工程擔任教授。
現在，他還是國際幹細胞研究學會（ISSCR）指南工作組成員，在今年，他被評為皇家化學學會（RSC）研究員，以及美國醫學和生物學工程學會（AIMBE）會員。
利用胚胎幹細胞，建立早期胚胎3D模型
那他們是如何做到的？
簡單來說，就是用胚胎幹細胞，培養出人類胚胎的3D模型。
這項研究從一個大約300-500個細胞菌落開始，由懸浮培養的人類胚胎幹細胞組成，用一種叫做Chiron化學物質來加速他們的發育。
光是尋找合適的條件，尤其是尋找這一Chiron化學物質，這個研究團隊就花費了兩年時間。
隨後，研究人員將細胞分離，分別將其放入培養皿中，隨後就等待其發育。
結果發現，有將近60%的細胞都在進行「原腸胚形成」過程，形成了3D「類原腸胚」結構，細胞分化形成三胚層的衍生物中，類原腸胚拉長，產生前後端。
△培養24小時、48小時和72小時的人類類原腸胚，藍色標記為DNA，紅色為神經細胞，綠色為中胚層細胞
不過這個「類原腸胚」最終只存活了4天就自行崩潰了。
通過觀察關鍵的基因表達變化，發現這個只有3天年紀的類原腸胚可以模擬出21天大的人類胚胎的一些關鍵特徵。
這就是他們製作出來的3天大的類原腸胚，已經有了明顯的「前後端」，可以模擬出大概21天大的人類胚胎的一些關鍵特徵。
△綠色為後段，模擬胚胎尾端，紫色是前段，相當於發育中的心臟細胞，灰色標記DNA
而在此前他們就曾有過研究，發現小鼠胚胎幹細胞產生表現出類似能力的類胚胎結構。
在某些條件下，小鼠胚胎幹細胞能夠組裝成3D聚集體，這種3D聚集體在體外培養時持續伸長，形成前後軸。
這些被稱為「類原腸胚」的實體顯示出胚胎發育早期階段的不同特徵。
現在，他們進一步的模擬了這一過程。
連著兩篇Nature都是同類的研究，這告訴我們，不管是搞科研，還是其他事，都要有始有終。
博士小姐姐的兩篇Nature
還是一樣的團隊，一樣的Nature，還是那個博士小姐姐——Naomi Moris。
只不過上次是「二作」，這次是妥妥的「一作」。
她曾在「帝國理工學院」學習生物科學。求學期間，發現自己對發育生物學和表觀遺傳學很感興趣。
在英國倫敦癌症研究中心研究了一段時間後，前往「劍橋大學」遺傳學系攻讀博士。
現在，人工合成胚胎的研究已經開始了，是應該禁止，還是任其發展？
造出來的胚胎應該立刻銷毀，還是任其發育？
有的網友說：這不就是「人造人」了嗎？違背了倫理與道德。
但也有網友說：科學應該前進，這對醫學、遺傳學研究等方面都有幫助。
你覺得呢？
論文地址：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2383-9
https://www.nature.com/articles/s41586-018-0578-0
— 完 —
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原標題：《21天的你長這樣？劍橋博士小姐姐研究「人造胚胎」，2篇Nature到手》
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