2021年4月8日 星期四 晴
北京時間2021年3月18日凌晨，美國德州大學西南醫學中心吳軍課題組在《自然》（Nature）雜誌在線發表論文，成功用人多能性幹細胞分化誘導出人類早期胚胎樣結構（Blastoid，類囊胚）。
該結構與人囊胚期胚胎（Blastocyst）具有類似的結構，囊胚期是胚胎着牀前的最後一個時期，此後胚胎將附着於母體子宮壁上進行後續的發育。類囊胚能正確地表達相應的基因與蛋白，並且可以在體外發育2-4天，形成類羊膜囊等結構。
研究者使用了一種3D培養系統，通過對不同細胞信號通路的調控，令20～30個人類原始多能性幹細胞進行分化及自我組裝，可在約7～9天的時間內成功構建出囊胚樣結構。其在形態上（直徑，細胞數等），以及各種關鍵蛋白的表達水平上皆與真正的人類囊胚極爲相似。
通過單細胞RNA測序技術對其進行分析，並和囊胚期人類胚胎數據進行比較，結果發現在人類胚胎樣結構中，有部分細胞和人類囊胚期胚胎中相應細胞在轉錄組水平高度一致。
由於人類胚胎材料本身的稀缺性以及國際社會對於人類胚胎研究的14天期限，14天內的人類胚胎還未分化出神經結構：原條，尚不具備人的特徵，不涉及倫理問題。出現倫理學上14天規則的原因，是當時人們認爲人類無論如何都不可以充當“造物主”，也沒有資格像“上帝”或那樣創造生命，破壞自然界的平衡。
而人類胚胎髮育“黑匣子”時期恰恰就是受精後14天到28天，這個時期是細胞被分配到主要的組織，並形成身體的基本結構。
隨着試管嬰兒技術出現，數百萬有生育困難的家庭因此圓夢。40多年來，試管嬰兒技術越來越成熟，但依然有很多問題導致試管嬰兒失敗，全球範圍內，試管嬰兒成功率不到50%，正是這個“黑匣子”時期時期，先天異常、移植失敗、胚胎停育等常常發生，通過深入研究胚胎的早期發育，我們將更加了解一些人類早期重大疾病造成的複發性流產、畸形兒、女性受孕障礙等，並尋找可行的解決方案。
而人工胚胎很好地解決了這兩個問題。首先，人工胚胎可以大量產生類囊胚結構，用於批量研究，爲科學家提供了直接的分子、細胞、動力學數據；其次，人工胚胎由於跟正常受精產生的胚胎不同，是一種結構，更容易獲得倫理方面的批准，支持其獲得超越14天期限研究。
此外，人造胚胎還可以建立藥物篩選模型，通過篩選對早期胚胎髮育致畸的藥物，爲進入臨牀應用的孕婦藥品提供安全性模擬檢測。這比在人體或者動物身上做實驗強多了。
當然，這只是人工胚胎的第一步，胚胎樣結構的合成全程都在體外培養皿中完成，這與真正的母體內環境千差萬別，其功能性與真正的生命體依舊有很大的區別，所以其並不是真正的胚胎，但是這種類囊胚的確在某些方面具有與人類胚胎相似的特性。通過對它的研究，後續能爲科學家瞭解早期人類胚胎髮育過程、以及早期發育相關疾病提供重要的線索。
除了人工胚胎外，也有動物替代方案。據最新一期《自然》雜誌報道，以色列科學家在人造子宮環境中，讓多個胚胎髮育成具有完整器官的小鼠胎兒。該研究進展據稱有望爲子宮外孕育人類鋪平道路。
新發表的研究從僅由幹細胞組成的胚胎開始，研究人員從母鼠體內將只有5天由250個細胞組成的胚胎取出，然後置入人造子宮環境中，他們觀看到小鼠器官在他們眼前迅速長大。第11天時（即取出6天后），胚胎已出現所有的器官，能自己造血，心臟有跳動，大腦發育完全，顯然是具有小鼠所有特徵的胎兒，也就是說胚胎已經從細胞球變成了高級胎兒。簡直是太神奇了！
儘管小鼠胎兒處於健康狀況，但在第11天則死去（通常小鼠妊娠期爲19至21天）。截至目前，小鼠胚胎在人造子宮中發育的最長時間爲6天，研究人員還無法將胚胎或胎兒移植回母鼠子宮。在實驗室的研究中，小鼠胚胎成功地完成了胚胎髮育的第一階段，胚胎在此過程中生長了10倍。
他們之所以成功的關鍵是利用幹細胞研究中的一些細胞培養劑或生物力學原理，開發出特殊的胚胎髮育培養系統，爲其子宮外發展創造了所有合適的條件。這就是子宮外培養基，其中包括大鼠血清，還有人臍帶血清等，這些特殊液體爲胚胎提供了所需的所有營養成分、激素和糖分。當然還要供氧，保持培養基內的氣壓、PH值維持在一個合適的、穩定的狀態。
不過第11天胚胎開始出現異常，卵黃囊剝脫，心包積液並迅速死亡，這是因爲子宮外的氧氣和營養供應不足，缺乏母體血液供應，滿足不了第11天胚胎的發育。
這個研究證實子宮外的胚胎是可以代替子宮內發育的胚胎，這種培養系統可以在子宮外持續6天，並可以經受多種胚胎期的干擾和顯微操作。以後可以把人造類囊胚放在這個子宮外培養系統裏生長，拿到和人類更接近的數據。
雖然子宮外培養基暫時無法支持到胚胎髮育到成熟，但將來很有可能實現胚胎全程宮外發育生長，不需要再移植回母體子宮，也就是說我們的試管嬰兒將來就是名副其實的胚胎在試管內發育成熟的新生兒，這將會讓許多因子宮因素而無法生育的女性無需代孕媽媽就能夠擁有自己的孩子，讓許多不孕患者看到了希望。
人造類囊胚、子宮外培養系統在一些保守的人眼裏認爲是人造人的產物，它代替了所謂“上帝”的偉大作用，是邪惡的、可怕的，但是，它卻可以給患者帶來希望和福音，給人類的延續提供了另一種科學的途徑，科學只是人們手中的工具，把它用好了就可以造福人類，爲什麼要把它妖魔化呢？
