卵子|无需精子卵子子宫体外培育胚胎 论文作者这番话让网友炸了
“我们没有用到精子、卵子和子宫，仅用干细胞就培育出了合成小鼠的胚胎模型 。”
一篇发表在Cell上的论文，这两天简直火出圈了，起因就是作者Jacob Hanna介绍论文时说的这番话 。
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从实验结果来看，合成的胚胎不仅有一颗跳动的心脏，而且还自带神经褶（neural folds）、前肠管（foregut tube）、血岛（blood islands）等结构 。
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作者“语出惊人”后，这篇研究立刻引炸了微博，网友们的反应也是一波比一波热烈 。
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有不少网友感到恐惧，甚至已经有人联想到了机器生产的方法：
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也有网友调侃：这是真·人工智能时代来了 。
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所以，这项研究真正做出了什么突破，离我们想象中的体外合成胚胎还有多远？
这是一项什么样的研究？
事实上，虽然胚胎干细胞一直被认为具有发育成器官或胚胎的潜力，但这个过程科学家们从来没在体外实现过 。
甚至仅仅是在体外将胚胎干细胞合成一个胚胎模型这个过程，也难以实现 。
主要有两个难点：
一方面，部分胚胎干细胞（具有多能性）并非受精卵（具有全能性），要想用它合成有不同细胞的胚胎模型，还需要进一步激发它分化的能力；
另一方面，体外培养环境复杂，人造子宫无法完全模拟出适合细胞生长的环境 。
这项研究的关键突破之一，是成功地让胚胎干细胞独立产生了完整的原肠胚结构，包括胚胎和胚外组织（胎盘等），甚至从原肠胚进展到形成器官的早期阶段（E8.5） 。
作者们将体外合成的胚胎结构与体内进行了对比，“该有的都有”：
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从图中来看，虽然和体内胚胎发育的状态不完全一样，但这个胚胎的复杂度和精确性是“前所未有的”：
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所以，作者是如何解决上述两个难点的呢？
首先，作者采用一种特殊的方法，将胚胎干细胞重编程为原始态（naive）胚胎干细胞，尽可能激发细胞的分化能力，让它“更有意愿”产生不同的细胞，构成完整的胚胎；
然后，作者采用了一种特殊的“机械子宫”，在体外模拟胚胎发育的环境，尽可能让原始态胚胎干细胞去主动形成原肠胚，并形成器官 。
形成原肠胚的过程，是细胞开始分化的一个关键时期（囊胚时期只经历了细胞分裂），从而形成内胚层、中胚层和外胚层细胞，随后才开始形成器官 。
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△细胞分化关键期
此前，完整原肠胚结构必须得借助“体内的力量”实现，即导入哺乳动物体内发育的胚胎中培养 。
具体来说，科学家们会将体外培养的胚胎干细胞注射入囊胚（内部产生囊胚液、囊胚腔的胚胎）中，并与囊胚中已有的细胞一起发育、分化，因为这一环境能促成胚胎或胚胎外组织的形成 。
这次作者们在“机械子宫”中，将胚胎成纤维细胞作为滋养层细胞，模拟胚胎发育环境，最终成功解决了这一难题 。
不过值得注意的是，这种方法仍然有一些限制 。
例如，本次研究仅进行到人工合成胚胎发育的第8天，而这只是胚胎发育的早期阶段（小鼠的完整妊娠周期是20天） 。
此外，这个方法的成功率只有0.5%——
每10000个细胞团中大约仅有50个能够成功组装成胚胎，其余的都无法正常发育 。而且，实验也没有把培养后的胚胎转移回小鼠子宫中，尝试发展生命出来 。
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