体外培养胚胎时间延长至两周：揭开早期发育关键过程

　　时间拉回到2013年年中让人高度紧张的两周，英国剑桥大学发育生物学家Magdalena Zernicka-Goetz正在赶超一项世界纪录——她和同事尝试在实验室里进行有史以来最长的人体胚胎培养，试图摸索出这一小团细胞何以发育成一个复杂的多部位结构。

　　之前的研究都在持续一周后就中止了，但Zernicka-Goetz深知，一周后的人体发育还有很多值得深究之处。

　　研究人员最初使用的胚胎来自那些不再需要接受体外受精的女性所捐赠的。研究团队将之前小鼠胚胎的培养方式稍加调整，先把细胞浸泡在特殊的培养基里，再放入培养箱中。由于胚胎样本必须处于严格受控的中，研究人员每天只能移动一到两次样本，在显微镜下它们的发育情况。

　　时间到了第六天、第七天、第八天。胚胎仍在顽强发育着。Zernicka-Goetz回忆道，“我们几乎都屏住了呼吸，一天比一天激动。”研究团队首次尝试就了12天，并最终达到13天。她说：“一切都难以置信。我高兴坏了。”

　　与之前来自纽约的一支团队一样，Zernicka-Goetz团队的也是过去五年来推动早期人体发育研究的为数不多的亮点之一。由于人体胚胎来源有限，研究人员对胚胎早期发育知之甚少。

　　好在细胞培养方法不断改进，如今体外培养人体胚胎的时间已能延长至两周。科学家使用CRISPR等基因编辑技术，构建人造“胚胎样”结构，用来研究促进形成胚胎以及胚胎支持组织的细胞信号和作用力。

　　这些技术有助于阐明胚胎早期发育的关键过程，如胚胎植入——极小的胚胎一旦植入子宫内膜，就难以对它进行直接研究。全新高分辨率数字图像让发育后几周里的肌肉和神经生长一目了然。这些发现能让研究人员更好地找到出生缺陷、发育障碍、甚至是流产的原因。

　　新技术带来了新希望，但也把研究人员推入了未知的伦理境地。伦理学家和科学家在上世纪70年代末达成了“14天规则” ，要求人体胚胎研究必须在受精后的14天内结束——14天是神经系统逐步成形的第一天，也是胚胎的最后一天。

　　到目前为止，国际的14天规则一直是一个纯假设的。位于纽约的黑斯廷斯中心（Hastings Center）的生物伦理学家Josephine Johnston表示，“并没有人违反这个规则，但如今，要突破这个从技术上说是可行的。”

　　动物界许多的早期发育过程都惊人地相似，只是一些基因或信号稍有不同。在哺乳动物中，科学家对小鼠发育的作用机制研究得最为透彻，通过让基因逐个失效来确定它们的功能。实验所需的小鼠数量一般很易获得，而且小鼠与人类的早期细胞类型和细胞组分较相似，小鼠胚胎因此成了人体胚胎发育研究的适当替代选择。

　　不过，研究人员也开始怀疑这种相似性究竟能达到什么程度。儿童医院的发育生物学家Janet Rossant表示，“随着人们踏入人体早期发育研究的大门，人们也越来越认识到小鼠胚胎和人体胚胎虽然相似，但并不一样。”