吳軍等人構(gòu)建人囊胚樣結(jié)構(gòu)。

對比之下，Polo率領(lǐng)的團(tuán)隊對成纖維細(xì)胞進(jìn)行了重編程，形成了一個混合細(xì)胞群，其中包含的細(xì)胞基因表達(dá)譜類似于外胚層細(xì)胞、滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞和內(nèi)胚層細(xì)胞。

Polo等人在論文中提到，在研究人類重編程中間體時，他們意外地發(fā)現(xiàn)這些中間體在聚集時，可以形成空泡細(xì)胞結(jié)構(gòu)。為了確定這些結(jié)構(gòu)的真實性質(zhì)，他們進(jìn)行了一系列的分子和功能分析?！斑@些分析表明，該結(jié)構(gòu)是囊胚樣結(jié)構(gòu)，可以模擬囊胚生物學(xué)的幾個方面?！?/p>

由于這些結(jié)構(gòu)是由成纖維細(xì)胞重編程獲得，Polo等人將它們命名為“iBlastoids”（誘導(dǎo)胚狀體）。

Polo等人構(gòu)建誘導(dǎo)胚狀體。

兩組研究團(tuán)隊都發(fā)現(xiàn)，人囊胚結(jié)構(gòu)在培養(yǎng)6-8天后形成，其形成效率達(dá)20%，這與此前小鼠囊胚構(gòu)建的效率相當(dāng)。人囊胚的大小和形狀與自然囊胚相似，細(xì)胞總數(shù)也相似。

囊胚的詳細(xì)特征(包括全基因組表達(dá)分析和與人類胚胎數(shù)據(jù)的比較)也表明，它們的細(xì)胞譜系與植入前的人類囊胚具有分子相似性。外胚層、滋養(yǎng)外胚層和內(nèi)胚層相關(guān)譜系的空間組織與著床前的人類胚胎一致。

研究團(tuán)隊還證明，獲得人囊胚樣結(jié)構(gòu)或誘導(dǎo)胚狀體具有囊胚譜系的關(guān)鍵特性——分離出來的細(xì)胞可用于產(chǎn)生各種類型的干細(xì)胞。吳軍等人的研究表明，如果將這些干細(xì)胞移植到小鼠囊胚中，它們在小鼠胚胎中產(chǎn)生的細(xì)胞能夠與相應(yīng)的小鼠譜系整合。

接下來，研究團(tuán)隊還利用一種已建立的模擬在培養(yǎng)皿中植入子宮的實驗分析了囊胚的進(jìn)一步發(fā)展。當(dāng)人囊胚樣結(jié)構(gòu)在實驗中培養(yǎng)4到5天時，部分會附著在培養(yǎng)皿上繼續(xù)發(fā)育。

在這些附著的囊胚中的一部分，代表外胚層的細(xì)胞系組成一個包圍著中央空腔的結(jié)構(gòu)，這或?qū)?yīng)于著床后囊胚的外胚層中形成的前羊膜腔。在一些人囊胚樣結(jié)構(gòu)中，與滋養(yǎng)外胚層相關(guān)的細(xì)胞譜系分化為特殊的胎盤細(xì)胞類型。研究還觀察到，一些人囊胚樣結(jié)構(gòu)中與內(nèi)胚層相關(guān)的細(xì)胞系中存在第二個空腔，類似于卵黃囊空腔。

Polo等人在論文總結(jié)部分提到，研究表明，他們的誘導(dǎo)胚狀體可以再現(xiàn)人類囊胚的幾個方面：第一、誘導(dǎo)胚狀體具有滋養(yǎng)外胚層細(xì)胞和外胚層細(xì)胞，具有空泡，并模擬了人囊胚內(nèi)細(xì)胞類型的空間位置；第二、誘導(dǎo)胚狀體在轉(zhuǎn)錄上與人囊胚細(xì)胞相似；第三、它們還可以在體外模擬人類囊胚的一些關(guān)鍵功能特征。

通過對誘導(dǎo)胚狀體生物學(xué)三個主要方面的研究，Polo等人認(rèn)為，誘導(dǎo)胚狀體可以作為囊胚的體外模型。

繞不開的倫理爭議

值得注意的是，上述兩個團(tuán)隊的工作都將引發(fā)外界對此類研究生物倫理問題的關(guān)注和討論。

傅建平等人即指出，人囊胚樣結(jié)構(gòu)是第一個從體外培養(yǎng)的細(xì)胞中衍生出來的人類胚胎模型，它具有胎兒及其支持組織的所有細(xì)胞譜系。“隨著方案的優(yōu)化，這些結(jié)構(gòu)將更接近于人類囊胚，這將不可避免地導(dǎo)致生物倫理問題。”

人囊胚樣結(jié)構(gòu)的倫理地位應(yīng)該是怎樣的？“14天準(zhǔn)則”是否對其適用？傅建平等人強調(diào)，對人囊胚樣結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究之前，需要回答諸如此類的問題。關(guān)于人類胚胎研究的生物倫理，目前國際通用的準(zhǔn)則為“14天準(zhǔn)則”，即體外研究應(yīng)在受精后14天結(jié)束，這大約是子宮內(nèi)植入正常完成的時間。

他們寫道，對部分人來說，人類囊胚模型的研究在倫理上比天然囊胚的挑戰(zhàn)性要小一些，然而，其他人可能認(rèn)為人類囊胚模型研究是人類胚胎工程的一條道路。

因此，他們呼吁公眾就此類研究的科學(xué)意義以及由此引發(fā)的社會和倫理問題展開討論。

不過，Polo等人在論文中強調(diào)，“它們不應(yīng)該被認(rèn)為等同于人類囊胚。例如，它們沒有透明帶，雖然我們在誘導(dǎo)胚狀體的內(nèi)細(xì)胞團(tuán)中發(fā)現(xiàn)了原始內(nèi)胚層樣細(xì)胞，但其結(jié)構(gòu)似乎缺乏明確的PE細(xì)胞層。此外，誘導(dǎo)胚狀體作為模型發(fā)育至原始條帶形成和原腸胚形成的潛力仍有待確定?！?/p>

Polo等人也提到，需要就“14天法則”對誘導(dǎo)胚狀體的適用性進(jìn)行國際討論。

就此項研究的意義，他們認(rèn)為，誘導(dǎo)胚狀體為模擬胚胎發(fā)生過程中早期細(xì)胞命運轉(zhuǎn)變提供了一個體外平臺。此外，他們希望通過重建滋養(yǎng)外胚層和原始內(nèi)胚層之間的協(xié)調(diào)相互作用，來完善現(xiàn)有的認(rèn)識。

Polo等人還認(rèn)為，這將允許早期發(fā)育疾病的研究和治療篩選，對理解不孕和早期妊娠失敗有巨大的潛力。誘導(dǎo)胚狀體也可以作為一個很好的平臺進(jìn)行毒性和病毒易感性篩選，以及使基因治療技術(shù)成為可能。

吳軍等人也持類似觀點。他對澎湃新聞（www.xinlihui.cn）記者表示，“首先，我們必須強調(diào)一點，我們研究的并不是真正的胚胎。這個結(jié)構(gòu)只是一種與胚胎具有相似結(jié)構(gòu)的細(xì)胞集合體，他并沒有生命形成的必須的受精過程，并且目前為止，不能證明該結(jié)構(gòu)具有和胚胎一樣具有發(fā)育到更復(fù)雜胚胎結(jié)構(gòu)的特性，比如產(chǎn)生心肌細(xì)胞，神經(jīng)細(xì)胞等等?！?/p>

因此，他認(rèn)為，從生物學(xué)角度來看，這個結(jié)構(gòu)的本質(zhì)并不是胚胎，只是一個可以經(jīng)歷胚胎早期發(fā)育過程的胚胎干細(xì)胞的集合體。

吳軍同時表示，即使在人類胚胎研究的框架下，他們的研究仍舊符合國際上的法律法規(guī)以及準(zhǔn)則。“法律和國際規(guī)范禁止科學(xué)家在14天后，或在‘原始條紋’結(jié)構(gòu)出現(xiàn)之后培養(yǎng)人類胚胎，該結(jié)構(gòu)定義了人體主要組織開始形成的時期，且胚胎不能再分裂成同卵雙胞胎。我們培養(yǎng)出的人囊胚樣結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于胚胎發(fā)育的第5-7天，在此基礎(chǔ)上，我們讓其分化了四天，加起來總共10-11天?！?/p>

此外，吳軍稱，他們使用的細(xì)胞系是美國NIH批準(zhǔn)的胚胎干細(xì)胞系。

“不論從任何層面，我們的研究從法律道德上符合倫理要求?！眳擒姳硎荆案匾氖?，通過對囊胚樣結(jié)構(gòu)來研究人類早期胚胎的發(fā)生和發(fā)育，可以不使用真正的人類胚胎來研究，這在一定程度上是對生命的保護(hù)。這些研究對解決出生缺陷和人類發(fā)展的許多其他重要且未被研究的方面打開了窗口。”