科学家成功培育首个“人工合成胚胎”，没有精子卵子和子宫

作者：九派新闻

发布时间：2022-08-04 11:49

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近日，以色列魏茨曼研究所(Weizmann Institute)的科学家研制出了世界上第一个“合成胚胎”。这些胚胎并不是精子和卵子的产物，它们的生长甚至不需要借助雌鼠的子宫，它们是“人工合成”的胚胎，由生长于培养皿中的干细胞产生，并在人工生物反应器中发育生长。这项引人瞩目的实验由以色列魏茨曼科学研究所的科学家们完成，并于近日发表在顶级学术期刊《细胞》上，推动人们更深入地了解自然胚胎发育过程中器官和组织的形成方式。

据魏茨曼研究所的研究人员称，他们发现小鼠的干细胞可以自我组装成具有肠道、大脑和跳动心脏的早期胚胎样结构，这些生命结构被称为合成胚胎，这意味着胚胎干细胞可以生成完整的合成胚胎。研究人员认为，这项工作可以最终为人类移植细胞和组织的新来源铺平道路。例如，白血病患者的皮肤细胞有可能转化为骨髓干细胞来治疗他们的疾病。

该研究的负责人汉娜表示，合成胚胎不是“真正的”胚胎，不具备发育成活动物的潜力，或者至少在它们被移植到雌性老鼠子宫时无法发育成活物。汉娜说：“在以色列和美国、英国等许多其他国家，用人类诱导的多能干细胞进行这项研究是合法的，我们得到了法律上的批准，这为使用胚胎提供了一种法律和技术上的支持。”

对于人类“合成胚胎”技术的研究进度，伦敦弗朗西斯克里克研究所(Francis Crick Institute)的主要负责人詹姆斯·布里斯科(James Briscoe)博士表示：“人工合成人类胚胎的前景并不明朗。我们对人类胚胎的了解少于对小鼠胚胎的了解，而小鼠合成胚胎的低效率表明，将这些发现转化为人类胚胎需要进一步的发展。现在需要考虑制定相关法律和道德框架来规范人类合成胚胎的研究和使用。”

九派新闻实习记者 陈梦婷

【来源：九派新闻】

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人类封神了？无精子无卵子培育胚胎，真能无中生有创造生命？

作者：姿势分子knowledge

发布时间：2022-08-07 11:11

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很多人都设想，人类的科技发展到某一天，将会完全无中生有地创造生命。没想到，这个“未来”来得有点早。

最近，以色列科学家宣布，他们在没有精子、没有卵子、没有子宫的情况下，竟然创造出了一个胚胎！“创造生命”，人类真的封神了吗？

很遗憾地告诉你，这件事没有那么神奇。这项新发现的具体内容，我们一会再解释，首先要给大家科普一些基础知识。

我们知道，作为有性繁殖的生物，生命延续的方式通常是父母的精子和卵子相结合，形成受精卵，然后在母体的子宫内进行发育，最终变成一个新的生命。

这个过程确实是大自然的奇迹，毕竟受精卵只是单独的一个细胞，竟然能逐渐生长出鼻子、眼睛、四肢、心脏等各个部位。但这个过程中，发生了太多的变化，其中最重要的一个过程，叫细胞分化。

我们做一个比喻：受精卵就像是一个小学生，上学的时候什么都要学，语文、数学、英语、美术、音乐、体育，甚至还有一门自然课能涵盖以后接触到的自然科学的方方面面。有了这些基础，这个小学生未来才有无限的可能，他可能成为文学家、数学家、翻译家、艺术家、科学家等等。

但是，他现在的知识不足以在任何一方面取得任何成就，也不会在任何一项中取得足够大的成就（小学就攻克癌症的案例除外）。

到了大学，情况就不一样了。他会选择专业，主攻这个方向的知识。他可能会学习物理，成为物理学家，每天钻研物理知识，甚至可能未来拿到诺贝尔奖。

可是，这个时候你让他再通过学习，成为其他领域的专家，就不太可能了。由于理性思维的惯性，他很难成为文学家；由于手指比较僵硬，他不太可能成为钢琴家；由于没进行过大量锻炼，他无法在奥运会上参赛。

也就是说，全能和专精本来就是一件矛盾的事，在正常情况下是无法兼得鱼和熊掌的。

这就要说回到人体的细胞了。受精卵在子宫内的发育，就是不断分化的过程，也就是让自己的后代变得越来越专业。有些细胞在心脏发挥作用，有的细胞在眼睛内观察世界，有的细胞在大脑中传递信息。

它们拥有了自己最擅长的技能，但已经失去了全能性。尽管它们都是同一个人的细胞，拥有着相同的基因，但是其实外表已经完全不一样了。

当然了，小学和大学之间还隔着初中、高中这样的阶段，受精卵和分化后的细胞之间也隔着早期胚胎，胚胎干细胞，干细胞等等阶段。干细胞就像是中学生，虽然学的内容比小学更细了，但是只要还没“填报专业”，仍然有无限的未来。

这一次科学家做的实验，就是这样的。魏茨曼科学研究所的Jacob H.Hanna教授和他的研究团队借助的，就是原始态胚胎干细胞构建胚胎模型，使其进行培养，从而进行分化的过程。而且，他们培育的也不是人类的胚胎干细胞，而是小鼠的。

我不是说这项研究不牛叉，只是科普一下，这件事还没有神奇到离谱的地步。

在8月1日的顶级期刊《细胞》上，研究人员介绍了他们的研究。实际上，这个实验也不能说顺利，因为在实验过程中，大部分胚胎在很早的时候就死亡了。不过，也有少部分成功地生长了8.5天，这样的成绩也是人类此前从未达到过的。相当于小鼠妊娠时间的一半，这些胚胎的发育还是很不错的。

并且，这部分比较成功的胚胎和正常的小鼠胚胎相似度达到了95%，甚至已经长出了胎盘、脊椎和大脑的雏形、消化道、跳动的心脏。从这一点来说，确实有点类似于“无中生有地创造生命”。但这里必须要打上引号，因为这个“生命”根本没有真的生存在这个世界上。

但是在接受《卫报》采访的时候，Hanna也明确表示，他们培育出来的不是一个完完全全的小鼠胚胎，这个“合成胚胎”是无法真正在小鼠子宫里出生的，这也是他们搞出“人造子宫”的原因。

实际上，这个小鼠胚胎体外培养系统是他们以前就研发出来的，此前他们用这个系统培育过真正的小鼠受精卵，并取得了成功，所以这一次更进一步，换成了胚胎干细胞。

母体的子宫不仅要给胚胎提供营养，还会释放出不同的化学信号，这些信号才是指导细胞分化的关键。因此，研究人员还模拟出了这些信号，诱导胚胎进行分化。

当然，这不代表本次研究毫无意义，恰恰相反，他们的成果令人兴奋。说真的，你不会真的指望着人类在未来真的无中生有地创造生命吧？实际上，能够培育出分化的各个器官，就已经意义重大了，这项技术可以在未来帮助我们培育出大量的人体器官，给需要的人进行移植。

咱们知道，每年有无数人等待着器官移植，甚至因为等不到而遗憾离世。今年年初的时候，美国甚至有人因为等不到捐献的人类心脏，接受了猪心的移植手术，最终还是不幸死亡。

因此，如果这项技术能够在未来应用到人类的胚胎干细胞中，科学家就有望按照需求培育出大量的心脏、肝等各个器官，彻底解决这个难题！他们的确没有完全凭空创造出生命，但却有可能在未来拯救生命。如果这项技术真的能够应用，那么诺贝尔奖应该也不成问题了。

不过，这样的研究也会最终带来伦理问题，毕竟凭空创造一个有机体虽然不是真正活动的生命，但在人类胚胎细胞上动手脚也是有可能引起诸多麻烦的。也有科学家呼吁，人类应该趁早建立起法律和伦理框架，更新现有的法律法规，避免未来不必要的麻烦。

#不用精子卵子子宫培育出胚胎#

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生育不需要受精卵与子宫！科学家成功培育出无性繁殖干细胞！

作者：吟风聊天室

发布时间：2022-08-06 22:17

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#不用精子卵子子宫培育出胚胎#

据八月一日发表在国际一流的学术期刊《细胞》上的一篇研究报告显示，以色列魏茨曼科学研究所Jacob H. Hanna等研究人员合作发现，小鼠初始ESC能够在子宫外产生原肠运动后的合成胚胎。

而他们经过一些列复杂的尝试后，通过体外培养干细胞的发育能力，没有使用卵子与精子，成功的合成了小鼠的胚胎模型！这意味着无性繁殖成为了可能！并且其培育出的胚胎模型生长后，更可以用作移植组织与器官的合成！

科技的进步无疑是伟大的！通过显微镜下的视角，我们甚至可以看到这个胚胎模型在其发育的第八天，它的跳动的心脏以及一个卵黄囊和一个胎盘的新兴血液循环！

科技发展的境况日新月异，但很遗憾吟风并不是这方面的专业人士，只能根据自己浅薄的看法聊一聊对这件事的观点，这类生物科技的突破，不可否认有着非常重大的意义，而最终甚至有可能实现科幻电影中未来世界的种种现在看来不可思议的状况，甚至在培育器皿里培养出没有父母的人类！

但想一想，这绝对是非常可怕的！如果人类失去了现在这种体系的社会关系，我们要如何自处呢？我不能想象出，我在这个世界是完全孤独的，我没有任何一个拥有真正文化与血缘意义上的亲人，我不知道我在这个世界上要用什么意念支撑自己活下去，要用什么样的心态去工作生活，我生命的最后，是否还有落叶归根？

那么对于这一类的生物技术，大家有什么观点和诉求呢？欢迎留言一起讨论！

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科学家不使用精卵制造出生命 或许克隆人将变成可能

作者：怪奇物言

发布时间：2018-05-08 23:49

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克隆，这个神秘的技术，最早出现在1952年，此后便掀起了一阵克隆潮。克隆到现在已经不是孙悟空的专属技能，它不再是嘴上的梦想，而是呼之欲出的现实。

但是尽管这几年克隆的技术一直在发展，各种动物也都被克隆“制造”出来，但是克隆人的技术还尚未完善。而近日，有科学家宣称不使用精子与卵子就制造出人工生命，让人大吃一惊。

科学家称，将来自小鼠的两种完全不同的干细胞放在一个培养皿里，让它们在培养皿中结合，最终长成“类囊胚”，也就是初期的可植入子宫的胚胎形态，接着用干细胞作为培育原料将提供无限量的、一模一样的胚胎，这种胚胎在生物医学领域将发挥非常重要的作用。

据专家表示，这项新技术是在小鼠身上实现的，其形成的囊胚是一团球形的细胞群结构，由滋养层、内细胞群和充满液体的囊胚腔组成。当植入子宫之后，这些细胞先是触发子宫发生改变，像3天半的正常囊胚一样。该技术将在3年内制造出不用精子和卵子培育的小鼠。可以说，人类距离在不使用精子和卵子的情况下制造出人工生命又迈出了一大步。这项技术的发展也有望为不育症的最主要成因，即“胚胎无法在子宫壁上着床”提供治疗方法。

不过相关教授对于克隆人则表示人类胚胎的出现将需要几十年时间，因为目前这个技术需要大量完善，比如这些细胞并没有合理组织起来；它们看起来像一个组织混乱的胚胎。不过这是人类所知第一次在实验室中，从具有发育成完整生物体的干细胞培育出（胚胎）结构，完整生物体包括了婴儿和其他结构，如胎盘和卵黄囊。

其实克隆人很早就被提出，只是克隆技术是一把双刃剑。它在给人类带来许多利益的同时，也会给社会带来许多麻烦。因此许多国家也反对和禁止克隆，他们觉得克隆人使“人”的基本定义发生了改变，使人丧失了尊严。其次，克隆人彻底搞乱了社会人伦关系。甚至，克隆人还有可能被一些不法分子利用，危害社会。

然而，允许克隆人带来的不良影响真的可以禁止吗？规范化管理就能够杜绝坏事发生的可能吗？科技的发展给我们的生活带来了便利，同时也带来了麻烦，互联网和手机让通讯变得更快捷，但是现在人们的个人隐私也越来越容易被泄露。现在的人们害怕手机丢失带来的个人损失，如果克隆人已经被普及，那以后的人们不是连一根头发，一块皮屑也害怕丢失？因为你永远也不知道会不会有人拿了带有你基因的片段去复制出很多个你，如果走在路上碰见另外一个自己，会是多么惊悚的一件事啊！如果克隆人的技术得以成熟，面对基因一样的两个人，警察又该怎么分辨犯罪分子呢？克隆人能够带来的危害，我们必须预见到并使自己有能力解决，要不然这项技术就不应该轻易允许。科学需要妥善的运用，恰到好处的使用，人类需要科学，才能在未来发展出新世界。

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没有精子、卵子，甚至子宫，照样生成胚胎！Cell：有心跳

作者：湘湘带你看社会

发布时间：2022-08-08 17:36

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文 ｜ 李木子

这种生物反应器可以帮助小鼠胚胎干细胞模拟8天的正常胚胎生长。 图片来源：HANNNA LABWEIZMAN INSTITUTE

藏在母体深处的胚胎发育过程是大自然最大的秘密之一，现在，科学家为了解这个秘密打开了一扇新的窗口。他们首次在不需要精子或卵子的情况下，利用干细胞制造出人造小鼠胚胎，并使用一种创新的生物反应器培育该胚胎，使其成功在子宫外生长。

没有参与此项工作的荷兰莱顿大学医学中心干细胞生物学家Niels Geijsen指出，模拟胚胎发育出的结构与真实胚胎相匹配，并且“在细胞水平上极其相似，即正确的细胞在正确的时间出现”。

8月1日，《细胞》杂志发表了这一成果，这将使生物学家能够更深入地研究发育机制，更好地了解出生缺陷。

该团队领导者、以色列魏茨曼科学研究所干细胞生物学家Jacob Hanna表示，接下来，他希望对类似的人类干细胞进行同样的研究。

此前，研究人员已经用由多种小鼠或人类干细胞制成的胚胎模拟体，重现了早期发育的部分过程，包括胚胎干细胞，它们来自正常胚胎，可以形成人体的所有组织。

他们还模仿了囊胚，即植入子宫的简单发育阶段，并在胚胎变成多层时重建了原肠胚。然而，这些模拟胚胎最终却遇到了发育障碍——它们的细胞开始分化，但不能合成器官。

其中一个障碍是如何让人造胚胎存活数天以上。据《科学》报道，Hanna和同事公布了一项培育过程，使得他们在母体外培育标准小鼠胚胎的时间达到创纪录的11天（一般小鼠的妊娠期约为20天）。

关键步骤包括将胚胎放入装有类似摩天轮装置的培养箱中，该装置可在装满营养素和生长因子的液体瓶中旋转胚胎，使得研究小组能够精确控制生长条件，如氧气水平。

然而，这些胚胎来自小鼠的受精卵。为了确定同样的过程是否能让干细胞转化为成熟胚胎，Hanna团队又将基本的小鼠胚胎干细胞与经过基因改造的胚胎干细胞谱系混合，使其在胚胎外产生支持生长的组织。研究小组在培养皿上培养细胞第5天后，将其转移到旋转瓶中。

到了第8天，这些“胚状体”与8.5天的自然胚胎非常相似——拥有跳动的心脏、明显的头尾轴、形成骨骼肌的块状部分、发育中的大脑、脊髓及其他器官。Hanna说，他们还测量了超过4万个类胚胎细胞的基因活性，发现所有预期的细胞类型都位于正确的位置。

美国得克萨斯大学西南医学中心细胞生物学家吴军（音）说，“这是一项重要的研究，证明了单独的胚胎干细胞可以在体外完全生成包含所有早期器官的完整胚胎样结构。”

由于未知原因，这些人造胚胎在发育8天后停止了生长。奥地利科学院分子生物技术研究所的干细胞生物学家Nicolas Rivron说，尽管如此，干细胞来源的胚胎在研究中仍比普通小鼠胚胎更具优势，因为干细胞数量更多，科学家就更容易掌控。

目前，制造模拟胚胎的程序在大多数情况下都失败了，形成模拟胚胎的初始细胞聚集不到1%。但是，Hanna指出，“这项技术的优点在于，我们可以一次批量生产数百万个聚合体。”

用人类胚胎干细胞达到同样的效果，可能会避免人类胚胎研究中的一些争议。“这为胚胎的使用提供了伦理和技术上的替代方案。”Rivron说。

Hanna与他人联合创办了一家公司，将研究这种方法是否适用于人类诱导多能干细胞，这些干细胞来源于成人细胞而非胚胎。胚胎中的细胞和组织释放调控其相邻细胞正确发育的因子。

因此，首先将干细胞培育成人工胚胎可能会提供一种更好的方法，以产生可移植用于治疗人类疾病的细胞类型。Hanna说，这“更符合生理规律”。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.07.028

https://www.science.org/content/article/innovative-bioreactor-womb-mouse-stem-cells-transform-organ-filled-embryos

【来源：中国科学报】

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无需精子和卵子，科学家培育出了第一个人造胚胎

作者：蝌蚪五线谱

发布时间：2017-03-08 15:03

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在一项世界首次的试验中，科学家从头开始，设法利用两种类型的干细胞在细胞培养皿里培养一种有功能化的、人造的胚胎。

干细胞可以在体外的凝胶中生长，并且可以转换成早期的内脏器官，就像在正常发育的胚胎中那样。研究员现在期望此技术可以解决一些关于生命起始的谜题。

早前关于人造胚胎的尝试都功亏一篑，因为他们只用了胚胎干细胞（embryonic stem cells,ESCs）。胚胎干细胞是从一种叫做囊胚（blastocyst）的可自由移动的细胞团中取得的，该细胞团因卵子受精形成。但问题是，生命并不仅仅是由胚胎干细胞发育而来的，另外两种类型的干细胞，胚外滋养层干细胞（trophoblast stem cells ,TSCs）以及原始内胚层干细胞（primitive endoderm stem cells）对于发育也至关重要。这些源于胎盘以及卵黄囊的附加干细胞与胚胎干细胞协同作用，保证了器官正常发育，并且给予了胚胎稳定的营养供应。

所以泽妮卡·戈茨（Zernicka-Goetz）和她的团队尝试结合转基因鼠的胚胎干细胞和滋养层干细胞，并且搭建了一个以凝胶为主的3D脚手架，这样干细胞就能模拟普通胚胎的形成模式。

大约四天半之后，研究人员得到了活胚胎，这些胚胎看起来就像正常的老鼠胚胎。他们还开始进一步了辨别各种各样的组织以及器官。

到了第七天，胚胎自己分裂成了两个部分，这是形成胎盘的开始，就像真的老鼠那样。

如下图，你可以看到第96小时的老鼠胚胎（左），以及第48小时的胚囊期（右）

红色部分是胚胎，蓝色部分是胎膜，这表示后期会形成胎盘。

图片来自：剑桥大学

在这个孕育生命的过程中，没有一个时期用到卵子或者精子。

研究人员说道：“我们将两种类型的干细胞放在一起并让它们互相识别，它们之前没有被处理过。我们观察到两个细胞可以在没有帮助的情况下自己形成组织。”

在科学家终止这个胚胎前，胚胎达到的发展阶段等同与一只老鼠孕程的三分之一。

研究人员承认胚胎很难存活过这个阶段了，因为没有原始内胚层干细胞来生成卵黄囊。卵黄囊是一层厚厚的膜，它紧贴胚胎并为其提供营养以及血细胞，直到胎盘完全具备了相关功能。

和从零开始造生命一样酷炫的是，这项研究的目的并不是促进人造生命，而是给了我们了解早期生命真实发生情况的机会。

在人类早期妊娠时间段里，超过三分之二的人会流产，并且没有人知道这是为何。

培育没有卵子和精子参与、能存活于没有子宫环境的人造生命，研究员拥有稳定供给的测试胚胎，借此他们就能梳理早期生命的种种细节。

接下来就是要看看这项技术能否使用人类干细胞，团队对达成此目标十分有信心。

研究人员说：“我们很乐观，这将会让我们学习到人类发展至关重要阶段的关键事件，还不需要真的在胚胎上操作。了解胚胎的正常发展可以让我们了解它为什么经常出错。”

蝌蚪五线谱编译自sciencealert，译者 小赵，转载须授权

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