两篇《Nature》：人类胚胎创造进入关键阶段

　　本周《Nature》杂志的两篇论文和最近的两份预印本描述了一个壮举，这可能使研究人员能够解决有关人类生育能力的重要问题，例如为什么体外受精（IVF）经常失败。

　　

处于胚泡阶段的人类胚胎比圆珠笔尖还小，可能含有不到100个细胞，但这一发育途径长期以来一直困扰着生物学家和医生。例如，许多流产发生在这个阶段，胚泡也可以分裂产生双胞胎。现在，多个研究小组已经找到了模仿胚泡的方法，诱使实验室培养的人类细胞形成与真实情况非常相似的簇。

本周《Nature》杂志的两篇论文和最近的两份预印本描述了这一壮举，这可能使研究人员能够解决有关人类生育能力的重要问题，例如为什么体外受精（IVF）经常失败。

没参与研究的莱斯大学的干细胞生物学家Aryeh Warmflash表示，假胚泡“将是了解人类发育这一阶段的窗口，他们将允许我们以以前无法做到的方式研究它。”

我们曾经都是胚泡。这一阶段在人类受精后约5天开始，仅持续几天，是一个分水岭。多伦多大学病童医院的发育生物学家Janet Rossant说：“胚泡是我们发育特殊细胞类型的第一阶段。”。

这一阶段还引发了另一个重大事件：胚胎植入，胚泡嵌入子宫内膜，开始与母亲的细胞相互作用，形成胎盘。

但是，回答诸如哪些基因协调了胚泡发育以及为什么植入如此频繁地失败等问题一直很困难。人类胚泡的唯一来源是最初用于试管婴儿治疗的捐赠胚胎，这些胚胎稀缺且背负着沉重的道德包袱。例如，在美国，研究人员不能使用美国国立卫生研究院的资金来研究这些胚泡。为了寻找替代方案，几组科学家已经诱导小鼠干细胞形成胚泡状团块，称为卵裂球（blastoids），但它们并不能完美地再现人类胚胎中发生的情况。

因为胚胎干细胞来自人类胚泡，它们有许多相同的伦理和实践限制。但通过正确的分子刺激，研究人员可以将成熟细胞，如皮肤成纤维细胞，转化为诱导多能干细胞，这种细胞具有与ES细胞相同的组织生成能力，但不需要破坏胚胎。

Wu的团队在《Nature》杂志上报道，用同样的两种分子混合物培育人类iPS细胞也会产生类似胚泡的细胞簇。

由澳大利亚莫纳什大学的干细胞生物学家Jose Polo领导的第二个小组在《Nature》杂志上发表文章，在研究皮肤细胞如何转化为iPS细胞时，偶然发现了一种不同的制造人类胚细胞的配方。研究小组注意到，尚未完全转化为iPS细胞的中间细胞可以产生所有三种类型的胚泡细胞。在标准培养板上，细胞不能充分发挥其潜力。但在更宽敞的地方，它们聚集成了与胚泡非常相似的球体。在上周发布的预印本中，由加州理工学院的发育生物学家Magdalena Zernicka Goetz和北京大学第三医院的Yang Yu领导的两个独立小组报告称，他们还用“扩展”的人类干细胞制造了胚泡样簇。引发热议：早期人类胚胎的详细实验室复制品

Magdalena Zernicka Goetz和她的儿子Simon帮助启发了她的一些胚胎研究。

Polo和Wu的研究小组证明，他们的胚泡再现了人类胚泡的许多特征。例如，它们含有大约相同数量的细胞，并启动了许多相同的基因。至少在培养皿中，卵裂球重新产生了一些早期的植入步骤。

制作簇的效率很低，而那些确实形成的簇显示出与试管婴儿衍生的胚泡的几个关键差异。加利福尼亚大学旧金山分校的生殖与发育生物学家Susan Fisher说：“有很多事情我们不了解。作为第一步，这非常令人兴奋，而且可以学到很多东西。”

尽管新技术效率低下，但Polo指出，它们仍然可以产生大量的卵裂球。这可能使研究人员能够使用胚细胞来测试某些化学物质是否会破坏胚胎发育，追踪突变如何导致出生缺陷，并完善试管婴儿。

卵裂球不是胚胎，而是“经历胚胎发生早期阶段的细胞集合”，Wu补充道。人类卵裂球不可能发育成胎儿。一项被广泛接受的研究指南在一些国家被编纂成法律，禁止胚泡生长超过14天，所有四组的胚泡都遵守了这一限制。国际干细胞研究学会的新建议将于5月发布，可能会为处理胚状结构（如卵裂球）提供进一步的指导。

但是公众对这些新发明的反应是不确定的，Fisher说：“这是一个测试案例，测试科学家和非专业人士对细胞集合的感受。”