【Cell子刊】世界首次！中国科学家利用干细胞造出人工“猴胚胎”

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作者：Jerry

导读：使用干细胞来研制人工胚胎一直是国际科学界的前沿课题。2021年，由中外科学家利用人体干细胞研制的“人-猴嵌合体”胚胎诞生，但它不仅面临着存活期问题，还存在巨大的伦理道德争议。而这次，中国科学家首次使用非人灵长类动物—食蟹猴的胚胎干细胞创造出了一种人工“猴胚胎”。它与天然胚胎具有十分类似的结构，而且避免了胚胎研究中的伦理问题。

昨天，顶级学术期刊【Cell Stem Cell】发表了一项重磅研究，由中国科学院研究所孙强研究员和刘真研究员领衔的团队首次使用非人灵长类动物—食蟹猴的胚胎干细胞创造出了一种与天然胚胎十分类似结构的人工“猴胚胎”。这些人工培育的类胚胎结构能够成功植入雌猴的子宫，并引起与妊娠相似的反应。

https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.03.009

研究背景

2021年4月，【cell】杂志刊登了一项重磅研究，宣布全球首个“人-猴嵌合体”胚胎诞生。这篇论文一经发表，立即引来热议，有人称之为一项开创性研究，而更多人则担忧这项研究会触犯伦理红线。

【cell】杂志上的这项人猴嵌合体研究，是跨物种的，科学家将人类干细胞注入猴子胚胎中，以期望在猴子身上能培养出人类器官。

可是，研究显示，胚囊发育到15天时，存活量急剧下降，说明这些胚胎病的非常厉害。此外，关于伦理道德的争议，也是此项研究的一大障碍。

而这次，中科院研究团队首次使用非人灵长类动物—食蟹猴的胚胎干细胞创造出了一种人工“猴”胚胎。它与人类天然胚胎具有高度相似的形态和细胞谱系组成，而且尊重了与人类胚细胞研究相关的伦理约束，并克服与胚胎研究相关的有限样本可用性。

研究过程

研究首先从食蟹猴的胚胎干细胞（ESC）开始。这种细胞可无限增殖，具有分化为各种组织类型细胞的潜力。经过培养条件的优化，研究人员诱导这些胚胎干细胞形成了类似囊胚（blastocyst）的结构，也称作类囊胚（blastoids）。

利用幼稚胚胎干细胞在体外培养为类囊胚结构

这些在培养皿中形成的类囊胚具有与天然囊胚相似的形态。研究人员还检查到这些类囊胚的细胞谱系组成，从基因表达模式来看与天然的食蟹猴囊胚分化出的三胚层细胞是一致的。

经过体外长时间培养，类囊胚发育出类似原肠胚的形态结构

研究人员将类囊胚分别移植到8只雌猴的子宫中后，其中3只植入成功，与正常妊娠时一样导致雌猴体内孕酮、绒毛膜促性腺激素等激素水平升高。研究人员还观察到，早期妊娠囊在体内形成，不过，没有形成胎儿。这些包裹胚胎的结构在一周后消失。

研究示意图

研究意义

由于可用的样本非常有限以及伦理的限制，人类胚胎和器官形成的分子机制在很大程度上仍不清楚。研究论文指出，此次基于干细胞的胚胎模型代表了灵长类动物胚胎模型研究领域的重大进展。避免了胚胎研究中的伦理问题，并为剖析灵长类动物胚胎发育和器官发育提供了一个重要的系统。

未来，研究团队表示计划专注于进一步开发这一系统，利用猴细胞培养类胚胎结构。

参考资料：

https://doi.org/10.1016/j.stem.2023.03.009

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。