从干细胞培育的合成胚胎不需要精子或卵子

研究人员已经用干细胞制造了合成小鼠胚胎，从而不再需要精子、卵子甚至子宫。然后它们长到几乎整个妊娠期的一半，此时它们拥有所有的器官祖细胞，包括一颗跳动的心脏。该技术最终可用于培养移植器官。

这项新研究来自以色列魏茨曼科学研究所的研究人员，建立在该团队先前研究的两个分支之上。第一个涉及将干细胞重新编程为“幼稚”状态，使它们能够分化成所有其他细胞，包括其他干细胞。另一项工作的重点是开发一种可以在子宫外更有效地培养胚胎的设备。

通过结合这两种技术，该团队现在已经培育出一些迄今为止最先进的合成小鼠胚胎。他们从幼稚的小鼠干细胞开始，这些细胞已经在培养皿中培养了几年。这些被分成三组，它们将在胚胎发育中发挥关键作用。

一组含有会发育成胚胎器官的细胞。另外两个用胚胎外组织的主调节基因治疗——一组是胎盘，另一组是卵黄囊。然后将三种类型的细胞在人工子宫中混合在一起，人工子宫会仔细控制压力和氧气交换，并轻轻移动烧杯以模拟自然养分流动。

一旦进入内部，这三种类型的细胞就会聚集在一起形成聚集体，这些聚集体有可能发育成胚胎样结构。正如所料，绝大多数人在那个阶段都失败了，只有0.5%(或大约10,000人中的50人)成功地进一步发展。

那些幸运的少数人开始形成细胞球，并最终拉长了类似于天然胚胎的结构，并带有胎盘和卵黄囊。它们被允许发育超过八天，这几乎是小鼠妊娠期的一半，此时它们已经形成了器官的所有早期祖细胞。这包括跳动的心脏、造血干细胞循环、形状良好的大脑、肠道和脊柱的开始。

经过仔细检查，研究小组发现这些合成胚胎的内部结构形状和基因表达模式与天然胚胎的匹配度在95%以内。他们的器官似乎也有功能。

该团队表示，这项技术可以帮助减少对活体动物测试的需求，并最终成为移植组织和器官的丰富来源。

“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，”该研究的首席研究员JacobHanna教授说。“与其为每种细胞类型(例如肾脏或肝脏细胞)开发不同的方案，我们也许有朝一日能够创建一个合成的胚胎样模型，然后分离出我们需要的细胞。我们不需要向新兴器官发号施令，它们必须如何发展。胚胎本身在这方面做得最好。”