受精11天后，人類胚胎中的細(xì)胞開始分化并自組織。圖片來源：Zernicka-Goetz Laboratory

現(xiàn)在是重新定義人類胚胎的時(shí)候了。研究表明，人類干細(xì)胞可以生成類似胚胎的結(jié)構(gòu)——胚胎模型，以重現(xiàn)早期胚胎發(fā)育的一些特征。但此類研究存在倫理困境，因?yàn)檫@些模型不符合胚胎的定義，不在胚胎研究法規(guī)覆蓋的范圍內(nèi)。

因此，一些研究人員建議，實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的有可能發(fā)育成胎兒的結(jié)構(gòu)應(yīng)該被定義為胚胎并加以管理。

在8月17日發(fā)表于《細(xì)胞》的一篇論文中，奧地利維也納分子生物技術(shù)研究所的Nicolas Rivron和同事提出一個(gè)人類胚胎的新定義，其中包括胚胎模型，前提是它們具有發(fā)育成胎兒的潛力。

美國耶魯大學(xué)干細(xì)胞研究者Berna Sozen說，重新定義胚胎是及時(shí)的，“這不僅可以更好地反映目前的知識(shí)，而且可以為科學(xué)界內(nèi)部更準(zhǔn)確、更包容的討論鋪平道路”。

胚胎模型是胚胎干細(xì)胞的集群，以類似早期胚胎發(fā)育的方式進(jìn)行分化。它們也能由誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞生成——成熟細(xì)胞被重新編程為類似干細(xì)胞的狀態(tài)。胚胎模型還包括子宮內(nèi)的祖細(xì)胞，如形成卵黃囊的胚胎外細(xì)胞和產(chǎn)生胎盤的滋養(yǎng)層干細(xì)胞。這些其他類型的細(xì)胞也可由胚胎干細(xì)胞生成。

一些研究人員正在使用胚胎模型研究胚胎發(fā)育。目前，科學(xué)家遵循國際干細(xì)胞研究協(xié)會(huì)建議的“14天準(zhǔn)則”，即從受精之日起計(jì)算，研究者在體外培養(yǎng)人類胚胎的時(shí)間不得超過14天。這限制了對(duì)后期發(fā)育階段的研究，盡管它可以幫助研究人員了解流產(chǎn)和發(fā)育缺陷的原因。

去年，英國和以色列的研究人員報(bào)告了小鼠胚胎模型，該模型可以在受精8.5天后發(fā)育到相當(dāng)于胚胎的階段。該胚胎模型有一個(gè)身體軸和新生的頭部、四肢和心臟。人類胚胎模型還沒有走到這一步，但今年兩個(gè)小組報(bào)告了體外培養(yǎng)到相同階段的人類胚胎模型，即受精后13天至14天。

“很明顯，科學(xué)進(jìn)步正在縮小胚胎模型和胚胎之間的生物學(xué)、倫理和法律差距?！盧ivron和同事在論文中寫道，“未來胚胎模型可能會(huì)越過一個(gè)臨界點(diǎn)，在我們看來，在臨界點(diǎn)之后，其與胚胎的大多數(shù)倫理區(qū)別將消失?！?/p>

去年4月發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，由猴子的胚胎干細(xì)胞和其他類型細(xì)胞制成的胚狀體植入猴子體內(nèi)可以誘導(dǎo)懷孕——盡管懷孕后都流產(chǎn)了。“我們可以預(yù)見，最完整的胚胎模型將在某一時(shí)刻轉(zhuǎn)變?yōu)榕咛ィ瑥亩纬蓚€(gè)體?！盧ivron說。

各國對(duì)胚胎的法律定義不相同，但一般是指通過卵子受精或通過克隆而產(chǎn)生的胚胎。論文作者之一、西班牙龐培法布拉大學(xué)發(fā)育生物學(xué)家Alfonso Martinez Arias說，目前還沒有一個(gè)關(guān)于胚胎模型的定義。

Rivron、Martinez Arias和其他論文作者認(rèn)為，胚胎模型能否生長至胎兒階段，是決定其道德和倫理地位的關(guān)鍵。研究人員建議將胚胎定義為“一組由實(shí)現(xiàn)胚外和子宮功能的元素支持的人類細(xì)胞，它們結(jié)合在一起，有可能形成胎兒……不管它們是如何形成的”。

英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)研究生殖醫(yī)學(xué)的Alison Murdoch說，在英國獨(dú)立監(jiān)管機(jī)構(gòu)——人類受精與胚胎學(xué)管理局計(jì)劃對(duì)胚胎研究法規(guī)進(jìn)行的審查中，該提議“將是至關(guān)重要的”。

但是Sozen強(qiáng)調(diào)，“目前的人類胚胎模型還沒有接近這個(gè)臨界點(diǎn)”。以色列魏茨曼科學(xué)研究所干細(xì)胞生物學(xué)家Jacob Hanna認(rèn)為，對(duì)于這個(gè)領(lǐng)域來說，正式確定這些區(qū)別可能還為時(shí)過早。

“胚胎模型處于非常初級(jí)的階段?！彼f，“在如此早期的階段試圖作出改變，可能會(huì)產(chǎn)生不必要或誤導(dǎo)性的結(jié)果，這些問題以后很難解決。”

Rivron說：“目前，整合胚胎模型的形成需要使用原初細(xì)胞，這些細(xì)胞會(huì)迅速積累遺傳異常，而且異常程度太高，無法形成胎兒?！钡a(bǔ)充說，“我們需要提前考慮消除這些技術(shù)障礙的可能性?！?/p>

Martinez Arias說，什么是真正的胚胎模型也需要仔細(xì)考慮，胚胎模型不是簡單的細(xì)胞或組織培養(yǎng)。否則，“會(huì)讓科學(xué)家和公眾感到困惑”。

（原標(biāo)題《科學(xué)家呼吁改變胚胎定義 有可能發(fā)育成胎兒的結(jié)構(gòu)應(yīng)納入其中并加以管理》）

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2023.07.028