英國劍橋大學及加州理工學院研究團隊近日利用幹細胞，成功培植「合成」的人類胚胎，過程不涉及卵子和精子，被視為全球合成生物研究的重大突破。科學家們指出，這些合成結構與人類初期發展的胚胎極為相似，將有助於學者了解遺傳疾病及部分孕婦反覆流產背後的機轉。
根據英國《衛報》（The Guardian）報導，英國劍橋大學及美國加州理工學院（California Institute of Technology）教授澤尼克—格茨（Magdalena Zernicka-Goetz），14日在波士頓舉行的國際幹細胞學會（International Society for Stem Cell Research）年會上發表了這項突破性進展。
她表示，研究團隊透過胚胎幹細胞的重新編碼，成功創造了類似於人類胚胎的模型。這些合成結構具有可繼續形成胎盤、卵黃囊（yolk sac）及胚胎本身的細胞，但還不具備大腦和能夠跳動的心臟。
已達到「原腸胚形成」階段
雖然這項由劍橋大學與美國加州理工學院共同進行的研究尚未被發表在期刊上，但澤尼克—格茨14日指出，這些合成結構目前已被培養至自然胚胎發育14天以上的階段，達到所謂的「原腸胚形成」（Gastrulation）階段。
「原腸胚形成」是大部分動物胚胎發育中都會經歷的一個階段。在這個階段，只有一層細胞的囊胚會發生重組，形成3個不同的細胞層，隨後發展出人體的3個主要系統：神經系統，肌肉骨骼系統和消化系統，並形成身體的基本軸。而處於此階段的胚胎，通常不具備會跳動的心臟、腸道或大腦。
「我們的模型是首個三系人類胚胎模型，包含羊膜和生殖細胞，即卵子和精子的前驅細胞（precursor cells ），」澤尼克—格茨告訴《衛報》，「它很漂亮，且完全是由胚胎幹細胞所創造出來的。」
Synthetic human embryos created in groundbreaking advance https://t.co/53TW6iz9vL
— Guardian news (@guardiannews) June 14, 2023
仍不確定能否發展成活體
事實上，「原腸胚形成」被認為是人體發展的「黑盒子」時期，因為法律禁止科學家在實驗室內培養出14天以上的胚胎。此外，由於將合成胚胎植入病患子宮是違法的，因此目前也尚不清楚這些結構能否繼續發育。
倫敦弗朗西斯・克里克研究所（Francis Crick Institute）幹細胞生物學及發育遺傳學負責人洛弗爾—巴丁（Robin Lovell-Badge）說，「這個想法是，如果你真的使用幹細胞模擬正常人類胚胎的發育，你將可獲得關於我們如何發育、可能出現什麼問題的大量資訊，而不需使用發展初期的胚胎進行研究，。」
《衛報》指出，澤尼克—格茨團隊和以色列魏茲曼科學研究所（Weizmann Institute of Science）先前都曾在未使用精子與卵子之下，成功讓老鼠的幹細胞「自我組裝出」具有腸道、大腦和心臟的初期胚胎結構。不過，這些合成胚胎被植入雌性老鼠的子宮內時，最終仍無法發育成活體動物。
今年4月，中國研究人員則用猴子細胞製造出合成胚胎，並將其植入成年猴子的子宮內，部分猴子隨後出現了懷孕跡象，但幾天過後，這些跡象都並未繼續發展下去。科學家們坦言，目前尚不清楚這些發展阻礙是來自於技術上，或是生物學上的根本原因。
Scientists create world’s first ‘synthetic embryos’ https://t.co/lG5npHEDFt
— The Guardian (@guardian) August 3, 2022
立法速度遠遠落後
事實上，合成生物研究的發展已遠遠超過相關立法速度，最新的研究成果也不在許多國家的法律管轄範圍內，因此引發了嚴重的道德及法律疑慮。
英國及其他各國的科學家目前已開始著手制定準則，自發性地管理合成胚胎的研究。「如果這些模型與正常胚胎非常相似，那麼在某種程度上，它們應受到同等待遇，」洛弗爾—巴丁說，「但在目前的立法中，它並非如此，人們對此感到擔憂。」
