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研究者们已经通过“重编程”皮肤上的细胞，成功培育出了早期人类胚胎细胞的模型。这项突破可能会开创研究人类最早期发育的新方法，可能会加深人们对发育不良、不孕不育、基因疾病的认识，甚至可能会提高IVF疗法的成功率。
发表在《自然》上的一项研究中，我们的同事Jose Polo领导的研究团队发现，皮肤细胞在一定条件处理下，它的3D结构类似于早期人类胚胎。一篇中美合作研究团队（由Jun Wu领导）也报告了相似的发现，该团队造出了相似于早期胚泡的结构。
尽管这是令人激动的科学进展，但思考这项技术及其他模拟人类发育的新兴方法背后的伦理也十分重要。
在培养皿中培养人体器官
过去五十年里，研究已经很大程度上拨开了“身体不同器官的形成过程”、“疾病在细胞尺度上的表现”等问题的迷雾。
这些洞许多是来自近期在干细胞研究中取得的突破，即科学家们可以高效地从人体组织中建立三维模型或微型器官，以模拟人体特定器官的结构或作用。
这些被称为“类器官”的模型，已经用于理解肾的形成、学习寨卡病毒感染对发育中大脑的影响、以及测试一系列疗法以找到肠癌或胰腺癌的最佳疗法。
这些进步建立在干细胞特有的功能上。在合适的环境条件下，干细胞会在结构、功能上向特定的器官演变。研究人员可以使用从患者自身组织中提取的干细胞来创建相应器官的3D模型。许多器官（并非全部）有着其特定的干细胞。
其他方法采用的是更基本的干细胞，即多能干细胞，多能干细胞可以从人类胚胎或财神娱乐者在实验室里对皮肤细胞或血液细胞进行“重编程”获得。虽然这些3D模型被称为迷你器官，但事实上它们只复制了器官结构或功能特定的方面。
探索发育的“黑箱”阶段
尽管干细胞能揭示很多器官形成的奥秘，目前的研究还不能解释发育中的胚胎和维持怀孕状态的子宫内膜的相互作用。
在移植后的头几周，因为评估生殖物质极其困难，所以有时被认为是发育的“黑箱”阶段。
另外，即使在一些允许研究捐献的IVF胚胎的国家，研究也被限制在受孕后的头14天里。其他动物模型对揭示人类胚胎移植的独特过程无甚价值。
鉴于受流产影响的怀孕达1/6，以及胚胎移植失败导致高比例的不孕不育，我们需要更好的方法来理解和解决这些灾难性的后果。
建立3D模型或许可以提供答案
人类多能干细胞已用于在植入时和植入后创建结构以复制发育的特定方面，但多能干细胞还不曾用于复制整个胚胎。
今天发布的论文提出了另一种方法来探索植入期间的发育。在动物研究中，3D胚胎模型通过组装来自预先建立的干细胞系的细胞来获得，新方法则依赖于培育诱导多能干细胞的技术。
在Polo研究小组采用的方法中，首先对成年捐献者的皮肤细胞进行处理，以在数周内对其进行“重编程”，从而有效地使细胞回到更早期的、分化程度更低的状态。
之后研究者们让这些细胞以3D簇的形式生长了六天，一些细胞形成了类似于胚泡的结构，即移植前胚胎发育的最后阶段。这些实验室培育的结构被称为“ iBlastoids”。
人类胚泡（上）和实验室中培育自人体皮肤细胞的iBlastoids（下）的生长过程
图片来源：蒙纳士生物医学发现研究所（Monash Biomedicine Discovery Institute）
第二组研究人员培养了人类多能干细胞系（包括胚胎干细胞系和通过重编程获得的多能干细胞系），所用培养方法以稍有不同的两步过程进行，以促进3D簇的形成。他们将其结财神娱乐构称为“blastoids”。
iBlastoids和blastoids都在结构和功能上相似于真实的胚泡，但是它在多大程度上接近于受精卵形成的胚胎还不得而知。虽然模型和真实胚胎有一样的基因模式和反应，研究者们还是找到了显著的异常，比如不同步的生长以及一般不会出现在胚胎中的细胞。
伦理问题
划清“使用干细胞培育模型胚胎”和“研究由IVF产生的真实人类胚胎”之间的道德界限是很难的。
一些人可能根本看不到两者的伦理区别。其他人可能支持建立模型，但仅限于特定类型的研究（比如探索不孕不育和基因疾病的起源），他们最多允许“尝试用模型测试基因编辑技术以治疗基因疾病，而不仅止于简单的研究”。
当牵涉到这些伦理问题时，我们需要解决其中三个重要问题：可能的好处是什么？其他方法可以实现科学上的目标吗？合适的监督方法是怎样的？
虽然3D模型不是真正的人类胚胎，但关于创造和使用IVF胚胎的现行国家法律可能会提供有用的指导和监督。许多国家都设立了专门的审查委员会，为研究人员提供独立的建议，并确保了伦理方面的透明度。
最重要的是，我们需要仔细解决相关问题。科学是复杂的，可能会触发25年前对于克隆科技突破那样的担忧。有一点和当时的情况一样清楚：这项新技术只能用于实验室研究。必须严格禁止使用该技术促成人或动物怀孕的任何尝试。
国际干细胞研究协会不久将发布一系列指导方针，有可能会对人类胚胎模型研究提供更加明确的建议。就像过去在其他道德问题上所做的那样，这种全球方针是必要的。忽略技术的复杂性，我们就将行走在刀锋之上。
撰文：Megan Munsie，Helen Abud
翻译：陈思航
审校：曾小欢
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