文/观察未来科技
在干细胞研究领域，来自以色列魏茨曼科学研究所的研究人员正在取的新的突破。据new atlas报道，研究人员用干细胞创造了合成小鼠胚胎，消除了对精子、卵子甚至子宫的需求。然后它们被培育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。
此前研究人员仅利用胚胎干细胞来尝试制造出胚胎样结构只取得了有限的成功，这是因为早期的胚胎发育需要不同类型的细胞之间互相协调完成。实际上，此次研究也建立在该团队先前研究的两个基础上。
第一个基础涉及将干细胞重新编程为“初始”状态，使它们能够分化为所有其他细胞，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育胚胎的设备。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，这些干细胞之前已经在培养皿中培养了好几年了。
这些细胞被分成三组，在胚胎发育中发挥关键作用。一组包含将发展成胚胎器官的细胞。另外两组用胚胎外组织的主调控基因处理，一组是胎盘，另一组是卵黄囊。这三种类型的细胞随后在人工子宫中混合在一起，人工子宫仔细控制压力和氧气交换，并轻轻移动烧杯以模拟自然营养流。
一旦进入其中，三种类型的细胞就会聚集在一起，形成聚合体，有可能发展成类似胚胎的结构。正如可以预料的那样，绝大多数在这个阶段失败了，只有0.5%成功地进一步发展。这些成功发展的细胞开始形成细胞球，并最终拉长了类似于自然胚胎的结构，并配有胎盘和卵黄囊。
要知道，不同类型的细胞之间的相互作用对于胚胎发育非常重要，如果没有这种伙伴关系，胚胎形状的正确发育、形成以及关键生物学机制的活性或许就不会适当地发生。这些成功发展的细胞被允许发育超过8天，这几乎是小鼠妊娠期的一半，到那时它们已经形成了所有器官的早期祖先。这包括一个跳动的心脏，血液干细胞循环，一个形状良好的大脑，一个肠道和脊柱的雏形。
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自然胚胎的匹配度在95%以内。它们的器官似乎也是有功能的。
要知道，利用这种新型技术，对人类胚胎和胚外干细胞进行研究或许就能够在模拟胚胎发育的关键事件，而这或许也能够帮助研究人员在不对胚胎进行解剖的情况下来研究胚胎发育关键阶段的重要事件。理解胚胎正常发育的过程对于阐明为何胚胎发育失败或许具有一定的指导意义。
此外，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，并最终成为移植用组织和器官的丰富来源。