胚胎存活了8.5天。

科学家们在发育早期制造了与天然胚胎（右）非常相似的合成小鼠胚胎（左）。 （图片来源：Amadei 和 Handford）

科学家们诱使小鼠干细胞长成合成胚胎，这些胚胎开始发育心脏和大脑，就像真实的东西一样。

实验室制造的胚胎在没有任何卵子或精子的情况下制作，并在一个类似于快速旋转的摩天轮的装置中孵化，里面装满了小玻璃瓶，存活了 8.5 天。这几乎是典型小鼠怀孕时间的一半。那个时候，胚胎周围发育了一个卵黄囊来提供营养，胚胎本身发育了消化道；神经管，或中枢神经系统的开始；跳动的心；科学家们在周四（8 月 25 日）发表在《自然》杂志上的一项研究中报告说，大脑具有明确的子部分，包括前脑和中脑。

“这一直是我们社区多年来的梦想，也是我们十年来工作的主要重点，最后，我们做到了，”资深研究作者 Magdalena Zernicka-Goetz，一位发育和干细胞生物学家英国剑桥大学和帕萨迪纳加州理工学院的实验室在一份声明中说。

这项新工作产生了与早期研究非常相似的结果，该研究于 8 月 1 日发表在《细胞》杂志上，该研究由以色列魏茨曼科学研究所的胚胎干细胞生物学家 Jacob Hanna 领导，并与他合作 新自然论文的作者。 在他们最近的 Cell 研究中，Hanna 的团队使用不同的起始干细胞但使用相同的培养箱培养合成小鼠胚胎 8.5 天。 此前报道称，这些胚胎在最终死亡之前还长出了消化道、跳动的心脏和起皱的小脑。

尽管最近的两项研究产生了相似的胚胎，但实验开始时略有不同。在细胞研究中，研究人员首先将小鼠干细胞诱导到一种幼稚状态，然后它们可以从这种状态转变为任何细胞类型，例如心脏、大脑或肠道细胞。从那里，该团队将这些幼稚细胞分为三组。在一组中，他们打开基因来形成胎盘，在另一组中，他们打开基因来制造卵黄囊。最后一组他们独自留下来发育成胚胎。

另一方面，Zernicka-Goetz 的研究小组从三种小鼠干细胞类型开始，而不是只从幼稚细胞开始。一种干细胞产生了胚胎，而另外两种则变成了胎盘组织和卵黄囊。在整个实验过程中，他们观察了这三种干细胞类型如何相互作用、交换化学信息并在玻璃小瓶中相互物理对接。

研究这样的交流可以为人类胚胎发育的最初阶段如何展开提供线索——以及当事情出错时会发生什么。

“人类生命的这一时期是如此神秘，因此能够看到它是如何在培养皿中发生的——能够接触到这些个体干细胞，了解为什么如此多的怀孕失败，以及我们如何能够防止这种情况发生——非常特别，”Zernicka-Goetz 说。 “我们研究了当时不同类型干细胞之间必须发生的对话——我们已经展示了它是如何发生的以及它是如何出错的。”

在细胞和自然研究中，合成的胚胎与天然胚胎非常相似，尽管在组织自组织方面存在一些细微的差异和缺陷。然而，在这两个实验中，只有非常低比例的干细胞实际上产生了胚胎，这表明两个系统的效率都可以提高。此外，两组合成胚胎都没有存活到发育的第 9 天——这是后续研究中需要克服的障碍。

“进一步发展受阻的原因尚不清楚，但可能与作者报告的某些胎盘细胞类型的形成缺陷有关，”弗朗西斯·克里克研究所首席小组负责人兼助理研究主任詹姆斯·布里斯科 (James Briscoe) 说。没有参与这两项研究的英国人告诉科学媒体中心，这是一家总部位于英国的新闻办公室，与研究人员、记者和政策制定者合作传播准确的科学信息。

该研究还提出了有关未来是否以及如何将此类技术应用于人体细胞的伦理问题。