一直以来,生命的诞生都离不开精子和卵子的结合。这些简单的细胞依靠内在生命规律,一步步自我发育、组装,最终长成拥有完整器官和生命活力的躯体。
清华大学丁胜教授团队利用化学诱导技术,培育出人工全能性干细胞。以这个人工细胞为起点,研究人员成功构建出可以连续发育的小鼠胚胎模型,在生命发育研究领域实现突破。
相关科研成果,10月14日发表于国际学术期刊《自然》。
“通常,生命的孕育从精子和卵子的结合开始。而在这里,我们的起点并不是生殖细胞,而是一种可以从体细胞人工诱导出的全能性细胞。”论文通讯作者、清华大学丁胜教授说,这项研究展现了这种起始状态所具有的发育潜能:它不仅能够产生胚内和胚外的多种细胞,还能够让这些细胞按照相应的时序、在相应的空间位置出现,并通过彼此之间的相互作用,逐步自我组织成一个复杂、具有多种生命活动特征的整体。
第一次心跳常被视为生命开始显现的一个重要象征。小鼠胚胎模型成功发育出结构完整的心脏雏形,心房、心室逐步成型,还出现了规律的节律性跳动。不仅如此,胚胎模型还自主培育出血管网络、造血细胞,搭建起完整的早期血液循环系统,为生命运转提供养分支撑。
更让人惊喜的是,小鼠胚胎模型还培育出原始生殖细胞,这是未来产生成精子和卵子的细胞谱系,触及了生命世代延续的关键维度。
科研人员检测证实,这个小鼠胚胎模型在多个关键细胞类型、空间结构和发育时序上,都与相应阶段的天然小鼠胚胎接近。
当然,这项研究仍有局限。目前,小鼠胚胎模型无法发育为完整个体,后期生长效率会下降,部分组织结构和天然胚胎仍有细微差距,需要科研团队持续探索优化。同时该实验仅针对小鼠开展,若未来拓展到更高阶生物研究,就必须接受更加严格的伦理审查和充分的公共讨论。
目前而言,这项突破性成果为人类探索生命起源打开了全新窗口,让我们看清了生命从单一细胞、有序生长为复杂躯体的底层规律,也将为攻克胚胎发育缺陷、器官再生等医学难题,奠定坚实的科研基础。
编辑:李华山