在培养罐创造小鼠胚胎后，这家生物公司尝试用人类干细胞培养移植器官

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2022-08-25 13:51

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作者：Mickey

20多年前，一只通过现代工程创造出来的绵羊多莉（Dolly）引发了全人类的欢呼，这是世界之初第一个成功克隆的哺乳动物。人类由此意识到，我们可以通过一些外部生物工程技术，创造或者更改生命和器官。

虽然相关议题一直充满了道德争议，但是类似的科学研究仍然在继续。最近，一家以色列生物技术公司尝试在一个培养皿中，只用干细胞，制造出人类的器官。

这一培育人类器官的尝试并非“天方夜谭”，在同样一家实验室中，魏茨曼分子遗传学系的科学家们在没有使用精子、卵子或子宫的情况下，在一个罐子中培养了 “合成小鼠胚胎” 。据Insider 的 Marianne Guenot 报道，这是该过程第一次成功完成。这一研究论文目前发表在8 月 1 日的《细胞》杂志上。

针对对于这一项目的伦理化质疑，领导该实验的Jacob Hanna告诉卫报，复制胚胎无法发育成完全成型的小鼠，因此不是“真实的”生命。然而，科学家们观察到合成胚胎具有跳动的心脏、血液循环、大脑的起点、神经管和肠道。

Hanna在老鼠实验成功后告诉麻省理工科技评论，他目前正在努力用人类细胞复制类似的实验，并且已经开始用他自己的细胞开始培养了。

“胚胎是最好的器官制造机器和最好的 3D 生物打印机——我们试图模仿它的作用，”Hanna在一份声明中说。

迄今为止，这家由风险投资公司 NFX 提供的种子资金资助的初创公司一直在向其他投资者介绍情况，其宣传材料表明其使命是“更新人类——让我们所有人都年轻健康。”

其他专家表示，在合成人类胚胎触手可及之前，还需要进行大量研究。

用于器官和卵子移植

这家听起来很疯狂的以色列公司在官网上表示，他们的公司愿景是“使用这些有组织的胚胎实体，获得可用于移植的细胞和组织。”

由创立的以色列公司 Renewal Bio 希望将这项科学用于器官组织移植，以解决不孕症、遗传疾病和与老年有关的问题。

胚胎血细胞可以被收集、增殖并给老年人移植细胞，以重新启动免疫系统。此外，该细胞技术还可以用来培养与年龄相关的不孕症女性的胚胎。研究人员可以收集模拟胚胎的性腺，这些性腺可以在实验室中或通过移植到女性体内进一步成熟，以产生年轻的卵子。

例如，麻省理工学院技术评论报告说，胚胎中的血细胞可能用于帮助增强免疫功能低下的系统。

据该公司网站称， Renewal Bio 认为，世界上一些最紧迫的问题是“出生率下降和人口快速老龄化”。

“为了解决这些复杂的问题，Renewal Bio 旨在通过利用新的干细胞技术的力量让人类更年轻、更健康，”该网站上写道。

Renewal Bio 的代理首席执行官 Omri Amirav-Drory 告诉麻省理工科技评论，该公司不想“过度承诺”或用潜在技术吓唬人们，但的实验“令人惊叹”。

根据 2017 年发表在 eLife 杂志上的一篇论文，使用人类胚胎克隆进行研究经常引起科学界的伦理问题，包括合成胚胎可能会经历疼痛或感知。

Amirav-Drory 表示，自从 CRISPR 基因编辑技术首次出现以来，他还没有看到具有如此巨大潜力的技术。“能够从细胞中创造出合成胚胎——没有卵子、没有精子、没有子宫——这真是太神奇了，”他说。“我们认为它可以是一个巨大的、变革性的平台技术，可以应用于生育和长寿。”

机械子宫

Hanna的实验室一直在将先进的干细胞科学与新型生物反应器相结合。

一年前，这位干细胞专家首次展示了一个“ 机械子宫 ”，他设法在雌性小鼠体外培养了几天的天然小鼠胚胎。该系统主要组织是一个旋转罐，使胚胎沐浴在营养丰富的血清和氧气中。

在本周发表的新研究中，Hanna使用了相同的机械子宫，但这次是为了培养由干细胞产生的相似胚胎。

值得注意的是，当干细胞在特殊形状的容器中一起生长时，它们会自发结合并尝试组装胚胎，产生称为胚状体、胚状体或合成胚胎模型的结构。许多研究人员坚持认为，尽管出现了这些结构，但这些结构与真实胚胎的关系有限，完全发育的潜力为零。

然而，通过将这些合成的小鼠胚胎添加到他的机械子宫中，Hanna设法使它们比以往任何时候都长得好，以至于心脏开始跳动，血液开始流动，大脑和尾巴开始出现。

“胚胎看起来真的很棒，”Hanna说，她本周的报告引起了其他科学家的质疑，“它们真的非常类似于天然胚胎。” 分析表明，合成版本与正常小鼠胚胎的相似度约为 95%，这取决于每种胚胎中细胞类型的混合。

即便如此，培育合成胚胎的技术仍然效率低下。成功模拟小鼠胚胎的尝试不到 100 次，即使是发育时间最长的模型胚胎最终也会出现异常，包括心脏问题，这可能是因为如果没有适当的血液供应，它们就无法进一步生长。

小鼠之后可能是人类

在另一组实验中，Hanna使用他自己的血液和皮肤细胞（以及其他一些志愿者的细胞）作为合成人类胚胎的起点。这意味着他的实验室可能很快会诞生成百上千个微型机器，所有这些都是他自己的基因克隆。

研究人员在子宫外培育胚胎的时间比以往任何时候都长。

Hanna并没有被这个想法困扰。尽管他能够在试管中模仿哺乳动物的起源令人吃惊，但他认为这些是没有未来的实体。。另外，现在还没有办法从罐子生活转换到现实生活。如果没有与母亲相连的胎盘和脐带，如果移植到子宫，任何合成胚胎都无法存活。

“我们并不是要制造人类。这不是我们想要做的。” Hanna说。“将第 40 天的胚胎称为迷你人是不正确的。”

尽管如此，随着这项技术的进步，关于合成胚胎是否有任何权利，或者它们是否可以在道德上被用作科学和医学的附属品，仍可能存在争议。在美国，美国国立卫生研究院在某些情况下拒绝资助对合成胚胎的研究，因为它认为合成胚胎与真实胚胎过于接近。

尽管Hanna认为由干细胞制成并保存在实验室中的人造胚胎永远不会算作人类，但他有一个应急计划来确保不会出现混乱。例如，有可能对起始细胞进行基因改造，使最终的模型胚胎永远不会长出头部，限制其潜力有助于避免道德困境。“我们认为这很重要，并为此投入了大量资金，”Hanna说。可以进行基因改变，导致“没有肺、没有心脏或没有大脑”。

新的创业公司 Renewal 已经聘请了的一些学生，并从魏茨曼研究所获得了他的技术许可。它将开始花钱改进孵化器，开发传感器以在胚胎发育过程中跟踪它们，并想出延长它们在实验室中存活时间的方法。

Amirav-Drory 说，该公司处于如此早期的阶段，以至于它仍在学习该技术可以用于什么，以及哪些应用是最有前途的。他和 Renewal 的科学创始人一直在与其他科学家和医生接触，以了解如果他们能够获得数天甚至数周的大量合成胚胎，他们会做什么。

想象一下，如果人类能够给自己外置器官培养，对整个人类社会的改变将无可比拟。