大家好,我是小译
你有没有想过,我们从一颗受精卵到呱呱坠地的270天里,最早的28天胚胎发育,竟然是科学界半个多世纪都没能完全揭开的“生命黑匣子”?
每个生命都始于受精卵。经过约270天的发育,它最终会变成由十万亿级细胞组成的复杂生命体。
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但在妊娠头一个月里,哪怕只是一个环节出错,都可能引发出生缺陷、遗传性疾病等重大健康问题。可偏偏这最关键的阶段,却几乎没人能细致研究。
没人碰过的生命黑匣子:前一月的发育为何成谜
英国发育生物学家路易斯・沃伯特曾说:“人一生最重要的时刻,不是出生、结婚或死亡,而是原肠运动。”
简单来说,这个阶段胚胎细胞会大规模迁移重排,形成三层胚层,最终发育成身体所有器官的“雏形”。
可问题在于,原肠运动大多发生在女性怀孕2周左右,这时候连很多人都还不知道自己怀孕了,很难拿到体内的胚胎进行研究。
哪怕是辅助生殖中心冷冻的胚胎,也有严格的伦理限制:体外培养不能超过14天,刚好卡在原肠运动开始之前。
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于是,胚胎发育14到28天的这个阶段,就成了没人能触碰的“黑匣子”。
要解开这个黑匣子,最好的模型就是和人类最接近的灵长类动物——猴子。中国科学院动物研究所的团队,从二十年前就开始了相关研究,早在上世纪九十年代末就曾在昆明猴山开展过相关实验。
2018年,团队首次成功将食蟹猴胚胎从7天的囊胚阶段,体外培养到了20天的原肠运动早期,相关成果刊登在《科学》期刊上,被国际同行评价为“全球首次体外培养灵长类胚胎超过20天”。
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尝到突破的甜头后,团队又搭建了三维培养体系,最终将猴胚胎体外培养到了25天,突破了此前的纪录,相关成果登上《细胞》封面。
这25天的培养,让团队首次观察到了原肠运动中期和晚期的细胞变化,甚至能看到神经系统发育、神经管闭合这些早期器官形成的细节。
这是人类距离揭开生命起源黑匣子,最近的一次。
光是培养猴胚胎还不够,毕竟灵长类胚胎的获取和伦理限制仍在。人工胚胎技术的出现,终于让规模化研究成为可能。
简单来说,人工胚胎就是用干细胞为原料,体外自主组装出能模拟胚胎发育阶段的合成生命体。它不像自然胚胎那样受限于伦理和数量,能批量生产用于研究。
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比如上世纪的“反应停”(沙利度胺)事件,曾让全球八千多新生儿患上海豹肢症。
如果当时有小鼠或人类的人工胚胎,就能提前检测出药物的致畸性,避免这场悲剧。
如今已有团队用人工胚胎完成了药物毒性测试,甚至针对反复胚胎植入失败的患者,团队搭建了“微型人造子宫”芯片,筛选出了能提升植入成功率的药物。
除此之外,人工胚胎还能用于疾病模型构建、器官移植研究,甚至为未来的人造子宫技术打下基础。
当然,这项技术还面临诸多伦理限制:人类人工胚胎不能体外无限培养,也不能植入人类或其他物种的子宫。坚守伦理底线,才能让这项技术真正服务于人类健康。
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从猴胚胎体外培养突破25天,到人工胚胎技术的落地,我们距离完全揭开生命起源的黑匣子还有很远。
但每一次突破,都在为解决出生缺陷、不孕不育等问题铺路。
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生命科学的探索从来不是孤军奋战,从摸黑在猴山开展实验的科研人员,到如今的年轻研究团队,每一小步的积累,都在向着“认识生命、合成生命”的目标迈进。
而这些努力最终的目的,都是为了让更多家庭拥有健康的宝宝,让人类的生命健康得到更坚实的保障。
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