科學探索：利用皮膚細胞培育出人類胚胎，符合倫理嗎？


圖源：www.meipian.cn
研究者們已經通過“重編程”皮膚上的細胞，成功培育出了早期人類胚胎細胞的模型。這項突破可能會開創研究人類最早期發育的新方法，可能會加深人們對發育不良、不孕不育、基因疾病的認識，甚至可能會提高IVF療法的成功率。
發表在《自然》上的一項研究中，我們的同事Jose Polo領導的研究團隊發現，皮膚細胞在一定手段處理下，它的3D結構相似於早期人類胚胎。一篇中美合作研究團隊（由Jun Wu領導）也報告了相似發現，該團隊造出了相似於早期胚泡的結構。
盡管這是令人激動的科學進展，但思考這項技術及其他模擬人類發育的新興方法背後的倫理也十分重要。
在培養皿中培養人體器官
過去五十年裏，研究已經很大程度上撥開了“身體不同器官的形成過程”、“疾病在細胞尺度上的表現”這些問題的迷霧。
這些洞見許多來自近期在幹細胞研究中取得的突破，即科學家們可以高效地從人體組織中建立三維模型或微型器官，以模擬人體特定器官的結構或作用。
這些被稱為“類器官”的模型，已經用於理解腎的形成、學習塞卡病毒感染對發育中大腦的影響、以及測試一係列療法以找到腸癌或胰腺癌的最佳療法。
這些進步建立在幹細胞與生俱來的能力上。在合適的環境條件下，幹細胞會在結構、功能上向特定的器官演變。研究人員可以使用從患者自身組織中提取的幹細胞來創建相應器官的3D模型。許多器官（並非全部）有著其特定的幹細胞。
其他方法采用的是更基本的幹細胞，即多能幹細胞，多能幹細胞可以從人類胚胎或者在實驗室裏對皮膚細胞或血液細胞進行“重編程”獲得。雖然這些3D模型被稱為迷你器官，但事實上它們隻複製了器官結構上、功能上特定的方麵。
探索發育的“黑箱”階段
盡管幹細胞能揭示很多器官形成的奧秘，目前的研究還不能解釋發育中的胚胎和維持懷孕狀態的子宮內膜的相互作用。
在移植後的頭幾周，因為評估生殖物質極其困難，所以有時被認為是發育的“黑箱”階段。
另外，即使在一些允許研究捐獻的IVF胚胎的國家，研究也被限製在受孕後的頭14天裏。其他動物模型對揭示人類胚胎移植的獨特過程無甚價值。
鑒於受流產影響的懷孕達1/6，以及胚胎移植失敗導致高比例的不孕不育，我們需要更好的方法來理解和解決這些災難性的後果。
建立3D模型或許可以提供答案
人類多能幹細胞已用於在植入時和植入後創建結構以複製發育的特定方麵，但多能幹細胞還不曾用於複製整個胚胎。
今天發布的論文提出了另一種方法來探索植入期間的發育。在動物研究中，3D胚胎模型通過組裝來自預先建立的幹細胞係的細胞來獲得，新方法則依賴於培育誘導多能幹細胞的技術。
在Polo研究小組采用的方法中，首先對成年捐獻者的皮膚細胞進行處理，以在數周內對其進行“重編程”，從而有效地使細胞回到更早期的、分化程度更低的狀態。
之後研究者們讓這些細胞以3D簇的形式生長了六天，一些細胞形成了類似於胚泡的結構，即移植前胚胎發育的最後階段。這些實驗室培育的結構被稱為“ iBlastoids”。


人類胚泡（上）和實驗室中培育自人體皮膚細胞的iBlastoids（下）的生長過程
圖源：蒙納士生物醫學發現研究所（Monash Biomedicine Discovery Institute）
第二組研究人員培養了人類多能幹細胞係（包括胚胎幹細胞係和通過重編程獲得的多能幹細胞係），所用培養方法以稍有不同的兩步過程進行，以鼓勵3D簇的形成。他們將其結構稱為“blastoids”。
iBlastoids和blastoids都在結構和功能上相似於真實的胚泡，目前其再在多大程度上接近受精卵形成的胚胎還不得而知。雖然模型和真實胚胎有一樣的基因模式和反應，研究者們還是找到了顯著的異常，比如不同步的生長以及一般不會出現在胚胎中的細胞。
倫理問題
劃清“使用幹細胞培育模型胚胎”和“研究由IVF產生的真實人類胚胎”之間的道德界限是很難的。
一些人可能根本看不到兩者的倫理區別。其他人可能支持建立模型，但僅限於特定類型的研究（比如探索不孕不育和基因疾病的起源），他們最多允許“嚐試用模型測試基因編輯技術以治療基因疾病，而不僅止於簡單的研究”。
當牽涉到這些倫理問題時，我們需要解決其中三個重要問題：可能的好處是什麽？其他方法可以實現科學上的目標嗎？合適的監督方法是怎樣的？
雖然3D模型不是真正的人類胚胎，但關於創造和使用IVF胚胎的現行國家法律可能會提供有用的指導和監督。許多國家都設立了專門的審查委員會，為研究人員提供獨立的建議，並確保了倫理方麵的透明度。
最重要的是，我們需要仔細解決相關問題。科學是複雜的，可能會觸發25年前對於克隆科技突破那樣的擔憂。有一點和當時的情況一樣清楚：這項新技術隻能用於實驗室研究。必須嚴格禁止使用該技術促成人或動物懷孕的任何嚐試。
國際幹細胞研究協會不久將發布一係列指導方針，有可能會對人類胚胎模型研究提供更加明確的建議。就像過去在其他道德問題上所做的那樣，這種全球方針是必要的。忽略技術的複雜性，我們就將行走在刀鋒之上。


圖源：www.yangzhi.net
撰文：Megan Munsie，Helen Abud
翻譯：陳思航
審校：曾小歡
引進來源：科學美國人
引進鏈接：https://theconversation.com/researchers-have-grown-human-embryos-from-skin-cells-what-does-that-mean-and-is-it-ethical-157228
本文來自：環球科學


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