真實胚胎的發育過程，你見過嗎？不僅能看見心髒的跳動，還能隨時觀察胚胎一點點變化的過程。其實，這些胚胎的發育，都是在人造子宮中完成的。來自以色列的科學家們，首次用人造子宮，將完整小鼠胚胎從受精卵形成後第5天起，培育了6天，相當於達到了人類的胎兒階段。
在這一過程中，小鼠的所有器官發育指標都正常，研究登上Nature。
而且，他們現在已經能夠「從零開始」，在人造子宮內培育小鼠受精卵了。
這是怎麼做到的？
耗時7年，做出人造子宮
這一人造子宮，耗時7年打造，其中包含恆溫箱、營養物質和通風系統。
首先，研究人員會將人類臍帶血清，添加到玻璃小瓶中。
然後，將小鼠胚胎放置在玻璃小瓶內。
這些瓶子會被連在一個輪子上，輪子會緩慢旋轉，避免胚胎附着在玻璃瓶子上。
因為，一旦不小心附着在瓶身上，胚胎就會發生變形，直接死亡。
接下來，科學家們會將恆溫箱與通風系統相連，讓通風設備泵入氣體混合物，為胚胎提供氧氣和二氧化碳，並合理控制氣體濃度、壓力和流量。
研究人員表示，這能迫使氧氣進入細胞，加速胚胎中血液系統和器官系統的工作。
但目前，研究人員最多隻能在人造子宮中將這些小鼠胚胎培養至第11天（完整妊娠期約20天），類似於人類的胎兒階段。
在這之後，小鼠胚胎會變得太大，以至於缺乏胎盤所能提供的自然血液供應、且氧氣無法通過，最終死亡。
這也是研究人員計劃克服的下一個障礙。
他們計劃採用營養液或人工血液，讓胚胎繼續存活下去。
目前，利用這種方法，他們已經成功培育了1000多個小鼠胚胎。
在進行這項研究的過程中，研究人員還向正在發育的小鼠胚胎中加入了毒素、染料、病毒和人類細胞，觀察實驗結果。
進行這一系列研究的目的，是觀察到胚胎完整的發育過程。
此前，科學家們要想研究胚胎，只能不斷從動物子宮中取出，像「拍快照」一樣觀察發育過程。
現在，他們可以直接在人造子宮中，對胚胎進行培育、觀察。
加州理工學院的生物工程教授Magdalena Zernicka-Goetz表示：「這項工作，為研究實驗小鼠的模型，打開了一扇新時代的大門。」
這項研究，對於流產、受精卵移植等研究都有幫助；此外，也有助於研究基因突變或缺失，會如何影響胎兒發育。
下一步：人類
不過，這些以色列科學家表示，他們的下一個研究對象也許是人類胚胎。
當然，他們還面臨一個規則的束縛。
涉及人體胚胎研究，有一個國際公認的14天規則——全球科學家們同意，不允許人類胚胎在實驗室中發育超過兩周。
這是因為，在兩周後，胚胎將開始進行細胞分化、長出頭部。
但部分胚胎科學家認為，14天太短，限制了他們的研究。
這項的通訊作者Jacob Hanna就表示：「我們進行人類胚胎研究時，只能從人工流產的胚胎（胎兒）上獲取人體組織。」
否則，用試管嬰兒的方式培養出的胚胎，不到兩周就得被破壞。
「既然如此，為什麼不能等它長到40天左右，再進行處理呢？」
Hanna表示，如果確實涉及到倫理上的問題，也可以對人類胚胎進行改造，使其無法充分發育。
他認為，進一步研究人體胚胎，對於胚胎醫學來說，將會是一個重大的進步。
其中一個應用方向，就是培養胚胎中原始器官的細胞，並用於器官移植。
不過，他也堅稱，科學家們不會嘗試用這種方式來完成「懷孕」的過程，何況這在大多數國家都是被禁止的。
作者介紹
兩位共同一作，均來自位於以色列的魏茨曼科學研究所。
論文一作Alejandro Aguilera Castrejon，生命科學博士在讀，主要研究方向是表觀遺傳重編程和多能幹細胞。
共同一作Bernardo Oldak，博士，與Alejandro Aguilera Castrejon同屬於Jacob Hanna的分子遺傳學小組。
通訊作者Jacob H。 Hanna，魏茨曼科學研究所的分子遺傳學教授。
Jacob Hanna的主要研究方向，是胚胎干細胞生物學、早期胚胎發育和人類疾病模型。
論文地址：https：//www.nature.com/articles/s41586-021-03416-3
來源：cnBeta
