在世界上的第一个实验中,科学家试图用两种类型的干细胞在细胞培养皿中从头开始培养一个功能性的人工胚胎。

干细胞可以在体外凝胶中生长,并可以转化为早期内部器官,就像正常发育的胚胎一样。研究人员现在期望这项技术能解决一些关于生命起源的难题。

以前对人工胚胎的尝试失败了,因为他们只使用胚胎干细胞。胚胎干细胞是从称为胚泡的可自由移动的细胞团中获得的,胚泡是由卵子受精形成的。然而,问题是生命不仅仅来源于胚胎干细胞。另外两种类型的干细胞,即细胞外滋养层干细胞和原始内胚层干细胞,对发育也至关重要。这些来自胎盘和卵黄囊的额外干细胞与胚胎干细胞合作,以确保正常器官发育并为胚胎提供稳定的营养供应。

因此,泽尼克-戈茨和她的团队试图将转基因小鼠的胚胎干细胞和滋养层干细胞结合起来,建立一个基于凝胶的三维支架,使干细胞能够模拟普通胚胎的形成模式。

大约四天半后,研究人员获得了看起来像正常小鼠胚胎的活胚胎。他们还开始进一步区分各种组织和器官。

第七天,胚胎本身分裂成两部分,这是胎盘形成的开始,就像一只真正的老鼠。

如下图所示,您可以在第96小时看到小鼠胚胎(左),在第48小时看到胚囊(右)

红色部分是胚胎,蓝色部分是胎膜,这表明胎盘将在后期形成。

图片来自:剑桥大学

在这个孕育生命的过程中,没有一个时期使用卵子或精子。

研究人员说:“我们把两种类型的干细胞放在一起,让它们相互识别。他们以前没有接受过治疗。我们观察到两个细胞可以在没有帮助的情况下形成组织。”

在科学家终止胚胎之前,胚胎的发育阶段相当于老鼠怀孕的三分之一。

研究人员承认胚胎很难在这个阶段存活,因为没有原始内胚层干细胞来产生卵黄囊。卵黄囊是一层厚厚的膜,紧贴胚胎,提供营养和血细胞,直到胎盘完全具备相关功能。

如同从头开始创造生命一样酷,这项研究的目的不是为了促进人工生命,而是给我们一个机会去了解早期生命的真实发生。

在怀孕早期,超过三分之二的人会流产,没有人知道为什么。

为了培养没有卵子和精子的人工生命,这种生命可以在没有子宫的环境中生存,研究人员有稳定的测试胚胎供应,通过这些胚胎他们可以理清早期生命的细节。

下一步是看看这项技术是否可以使用人类干细胞。团队对实现这个目标非常有信心。

研究人员说:“我们非常乐观地认为,这将使我们能够了解人类发展关键阶段的关键事件,而不需要对胚胎进行实际操作。理解胚胎的正常发育可以帮助我们理解为什么它经常出错。”

蝌蚪工作人员从科学警报,翻译小昭,转载必须授权