在培養罐創造小鼠胚胎后，這家生物公司嘗試用人類干細胞培養移植器官

大數據文摘

+ 關注

2022-08-25 13:51

494次閱讀

大數據文摘作品

作者：Mickey

20多年前，一只通過現代工程創造出來的綿羊多莉（Dolly）引發了全人類的歡呼，這是世界之初第一個成功克隆的哺乳動物。人類由此意識到，我們可以通過一些外部生物工程技術，創造或者更改生命和器官。

雖然相關議題一直充滿了道德爭議，但是類似的科學研究仍然在繼續。最近，一家以色列生物技術公司嘗試在一個培養皿中，只用干細胞，制造出人類的器官。

這一培育人類器官的嘗試并非“天方夜譚”，在同樣一家實驗室中，魏茨曼分子遺傳學系的科學家們在沒有使用精子、卵子或子宮的情況下，在一個罐子中培養了 “合成小鼠胚胎” 。據Insider 的 Marianne Guenot 報道，這是該過程第一次成功完成。這一研究論文目前發表在8 月 1 日的《細胞》雜志上。

針對對于這一項目的倫理化質疑，領導該實驗的Jacob Hanna告訴衛報，復制胚胎無法發育成完全成型的小鼠，因此不是“真實的”生命。然而，科學家們觀察到合成胚胎具有跳動的心臟、血液循環、大腦的起點、神經管和腸道。

Hanna在老鼠實驗成功后告訴麻省理工科技評論，他目前正在努力用人類細胞復制類似的實驗，并且已經開始用他自己的細胞開始培養了。

“胚胎是最好的器官制造機器和最好的 3D 生物打印機——我們試圖模仿它的作用，”Hanna在一份聲明中說。

迄今為止，這家由風險投資公司 NFX 提供的種子資金資助的初創公司一直在向其他投資者介紹情況，其宣傳材料表明其使命是“更新人類——讓我們所有人都年輕健康。”

其他專家表示，在合成人類胚胎觸手可及之前，還需要進行大量研究。

用于器官和卵子移植

這家聽起來很瘋狂的以色列公司在官網上表示，他們的公司愿景是“使用這些有組織的胚胎實體，獲得可用于移植的細胞和組織。”

由創立的以色列公司 Renewal Bio 希望將這項科學用于器官組織移植，以解決不孕癥、遺傳疾病和與老年有關的問題。

胚胎血細胞可以被收集、增殖并給老年人移植細胞，以重新啟動免疫系統。此外，該細胞技術還可以用來培養與年齡相關的不孕癥女性的胚胎。研究人員可以收集模擬胚胎的性腺，這些性腺可以在實驗室中或通過移植到女性體內進一步成熟，以產生年輕的卵子。

例如，麻省理工學院技術評論報告說，胚胎中的血細胞可能用于幫助增強免疫功能低下的系統。

據該公司網站稱， Renewal Bio 認為，世界上一些最緊迫的問題是“出生率下降和人口快速老齡化”。

“為了解決這些復雜的問題，Renewal Bio 旨在通過利用新的干細胞技術的力量讓人類更年輕、更健康，”該網站上寫道。

Renewal Bio 的代理首席執行官 Omri Amirav-Drory 告訴麻省理工科技評論，該公司不想“過度承諾”或用潛在技術嚇唬人們，但的實驗“令人驚嘆”。

根據 2017 年發表在 eLife 雜志上的一篇論文，使用人類胚胎克隆進行研究經常引起科學界的倫理問題，包括合成胚胎可能會經歷疼痛或感知。

Amirav-Drory 表示，自從 CRISPR 基因編輯技術首次出現以來，他還沒有看到具有如此巨大潛力的技術。“能夠從細胞中創造出合成胚胎——沒有卵子、沒有精子、沒有子宮——這真是太神奇了，”他說。“我們認為它可以是一個巨大的、變革性的平臺技術，可以應用于生育和長壽。”

機械子宮

Hanna的實驗室一直在將先進的干細胞科學與新型生物反應器相結合。

一年前，這位干細胞專家首次展示了一個“ 機械子宮 ”，他設法在雌性小鼠體外培養了幾天的天然小鼠胚胎。該系統主要組織是一個旋轉罐，使胚胎沐浴在營養豐富的血清和氧氣中。

在本周發表的新研究中，Hanna使用了相同的機械子宮，但這次是為了培養由干細胞產生的相似胚胎。

值得注意的是，當干細胞在特殊形狀的容器中一起生長時，它們會自發結合并嘗試組裝胚胎，產生稱為胚狀體、胚狀體或合成胚胎模型的結構。許多研究人員堅持認為，盡管出現了這些結構，但這些結構與真實胚胎的關系有限，完全發育的潛力為零。

然而，通過將這些合成的小鼠胚胎添加到他的機械子宮中，Hanna設法使它們比以往任何時候都長得好，以至于心臟開始跳動，血液開始流動，大腦和尾巴開始出現。

“胚胎看起來真的很棒，”Hanna說，她本周的報告引起了其他科學家的質疑，“它們真的非常類似于天然胚胎。” 分析表明，合成版本與正常小鼠胚胎的相似度約為 95%，這取決于每種胚胎中細胞類型的混合。

即便如此，培育合成胚胎的技術仍然效率低下。成功模擬小鼠胚胎的嘗試不到 100 次，即使是發育時間最長的模型胚胎最終也會出現異常，包括心臟問題，這可能是因為如果沒有適當的血液供應，它們就無法進一步生長。

小鼠之后可能是人類

在另一組實驗中，Hanna使用他自己的血液和皮膚細胞（以及其他一些志愿者的細胞）作為合成人類胚胎的起點。這意味著他的實驗室可能很快會誕生成百上千個微型機器，所有這些都是他自己的基因克隆。

研究人員在子宮外培育胚胎的時間比以往任何時候都長。

Hanna并沒有被這個想法困擾。盡管他能夠在試管中模仿哺乳動物的起源令人吃驚，但他認為這些是沒有未來的實體。。另外，現在還沒有辦法從罐子生活轉換到現實生活。如果沒有與母親相連的胎盤和臍帶，如果移植到子宮，任何合成胚胎都無法存活。

“我們并不是要制造人類。這不是我們想要做的。” Hanna說。“將第 40 天的胚胎稱為迷你人是不正確的。”

盡管如此，隨著這項技術的進步，關于合成胚胎是否有任何權利，或者它們是否可以在道德上被用作科學和醫學的附屬品，仍可能存在爭議。在美國，美國國立衛生研究院在某些情況下拒絕資助對合成胚胎的研究，因為它認為合成胚胎與真實胚胎過于接近。

盡管Hanna認為由干細胞制成并保存在實驗室中的人造胚胎永遠不會算作人類，但他有一個應急計劃來確保不會出現混亂。例如，有可能對起始細胞進行基因改造，使最終的模型胚胎永遠不會長出頭部，限制其潛力有助于避免道德困境。“我們認為這很重要，并為此投入了大量資金，”Hanna說。可以進行基因改變，導致“沒有肺、沒有心臟或沒有大腦”。

新的創業公司 Renewal 已經聘請了的一些學生，并從魏茨曼研究所獲得了他的技術許可。它將開始花錢改進孵化器，開發傳感器以在胚胎發育過程中跟蹤它們，并想出延長它們在實驗室中存活時間的方法。

Amirav-Drory 說，該公司處于如此早期的階段，以至于它仍在學習該技術可以用于什么，以及哪些應用是最有前途的。他和 Renewal 的科學創始人一直在與其他科學家和醫生接觸，以了解如果他們能夠獲得數天甚至數周的大量合成胚胎，他們會做什么。

想象一下，如果人類能夠給自己外置器官培養，對整個人類社會的改變將無可比擬。

相關報道：

https://www.technologyreview.com/2021/03/17/1020969/mouse-embryo-grown-in-a-jar-humans-next/

https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0092-8674%2822%2900981-3

https://www.businessinsider.com/israel-human-embryos-dna-mouse-medical-transplants-2022-8?utm_source=feedly&utm_medium=webfeeds

https://www.technologyreview.com/2021/03/17/1020969/mouse-embryo-grown-in-a-jar-humans-next/