我们都清楚人类的生殖过程：精子结合卵细胞形成受精卵，受精卵逐渐变为胚胎，然后又长成胎儿，最终成为婴儿。但如果两性结合并非胚胎形成的唯一方式呢？

不久前，《自然》（Nature）杂志上发表的两项重磅研究用开创性的方式颠覆了科学对生命初始的传统叙事。两个独立的科研小组各自都实现了将普通皮肤细胞诱导为一个类似受精卵的活体细胞簇——人类胚胎发育的最初阶段。

需要指出的是，研究团队并未设计出可发育为有生命婴儿的人造胚胎，而是组装了胚泡样结构的细胞球。

尽管两项新成果未延伸到胚泡阶段以外，但此两种模型都是迄今为止最完整的人类胚胎的复制品。它们不仅包含能长成婴儿的细胞，而且还具备全部的支撑结构。在凝胶样的培养箱里进行培育的短短10天内，经过逆向工程改造的细胞就表现出与自然细胞相似的惊人特性。例如，人造胚泡结构产生的细胞形成了胎盘，这对于胚胎存活至关重要，从理论上讲，它们可以进一步发育甚至直至婴儿发育成熟。

美国密歇根大学的傅建平博士没有参与这项研究，不过他撰写了一篇文章表达观点：“这是人类早期胚胎的第一个完整模型，是一个重要的里程碑。”

这些研究为我们理解妊娠初期提供了新的视角，也让我们对曾经一头雾水的不育症或妊娠丢失有了更清晰的认知——而且这一切都是在不必开展人类胚胎实验的情况下就实现的。

不过这些细胞团的复杂性引起了人们的关注。目前，鉴于人造胚胎在某些方面与天然胚胎有所不同，因此科学家并不期望它们具有成长为完整胚胎的能力。然而，随着技术的进一步完善，我们有望培育出更长生长周期的人造胚胎——当然，这可能会引起更多的伦理争议，以及我们对生命开端的讨论。

科学家已知，妊娠发生后，受精卵会在第4天左右发展为胚泡，然后在第8天左右着床。大约在这个时间段内，胚泡中会快速长出大量可长成胎盘的细胞，以及最终会发育为胎儿的细胞。

研究妊娠早期阶段的难度极大。到目前为止，科学家一直通过被丢弃的人类胚胎（通常来自体外受精项目）开展相关实验室研究。依照伦理要求，用于研究的胚胎最多只能长到13天。得克萨斯大学西南医学中心的吴军博士表示，胚泡“本质上是一个黑匣子”。

科学家此前曾尝试使用小鼠胚胎细胞培育人造胚泡。2018年，有研究团队利用小鼠的干细胞中长出了类似胚泡的细胞簇。这是一项出色的工作，但其模型并不完美，因为小鼠和人类的发育轨迹是不同的。

两项新成果代表着科学家首次能够从人类细胞中制造出像胚泡一样的结构。

在其中一项新研究里，澳大利亚蒙纳士大学的何塞 · 波罗（Jose Polo）博士基于已有的配制体系首创了诱导皮肤细胞发展为胚泡样结构的方法。在被轻轻刮除并浸入特制的化学配方中之后，皮肤细胞又重回干细胞状态，这意味着它们恢复了分化成其他类型细胞的能力。在这之后，他们又将诱导多能干细胞（iPSC）浸入培养皿里的营养液内，三周后，这些细胞开始分化出三种应在早期人类胚胎中出现的细胞类型。波罗等人意识到他们的培养成果似乎是一个类似胚泡的细胞簇。

随后，研究小组将培养物转移至果冻样的3D结构培养系统中以获得支持。奇怪的是，这些细胞开始以自己的“意志”进行自我组装。波罗表示：“令人惊讶的是，当你将它们放在一起时，它们会自我组织。”

研究人员在对“自我组织”的细胞簇进行了遗传学分析后，惊讶地发现这些类胚泡与天然胚泡有着相似的组织和细胞成分。例如，它有着一层具备胎盘的遗传特征的细胞；此外，其他有的细胞与最终发育成整个胎儿的细胞非常相似。波罗等人将此人造胚泡结构命名为“iBlastoids”。

从某种意义上说，iBlastoid看起来就像是着床后的普通胚泡，不过研究人员并未做更进一步的探索。

在另一篇论文中，作者团队使用了人体细胞和干细胞的混合物来设计他们的类胚泡，并收获了与波罗团队差不多的成果：人造胚胎的大小和形状与天然胚胎相似，也具备相近的遗传特征。他们还对培养物做了模仿着床过程的测试，结果发现类胚泡附着于培养皿上继续发育，其中一些还重组为模仿下一发育阶段的结构。

资料来源 singularityhub.com

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本文作者范雪莱（Shelly Fan）是一位具有神经科学背景的科学作家