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想在太空“造人”?解决啪啪啪的问题可能远远不够...…

果壳  · 公众号  · 科学  · 2017-05-23 23:34

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[3-5]。因此,太空中的造人行动能否成功,并不是一件可以轻易预测的事情。作为太空生育的探索,美国和俄罗斯先后开展过以小鼠为模型的动物实验;但在漫长的进化中,人类的胚胎发育也出现了很多不同于其他动物的特性。例如,相较于小鼠,在胚胎发育的早期,人类胚胎的缺陷率极高。

人类能否在太空中生生不息,只能用人类的细胞来检验

在体外受精(试管婴儿)的过程中,50-80%的人类胚胎存在严重缺陷,继而在受精后的几天内停止发育[6]。因此, 试管婴儿技术总是需要在众多受精卵中精挑细选,才能保证成功受孕。 在健康人群中, 早期胚胎也可能存在较高的缺陷率——由于有缺陷的胚胎大多会在一周内停止发育,这样的自发流产常常无人察觉[6-7]。与此相比,绝大多数 小鼠 的受精卵则不会在前几次细胞分裂中就显露明显缺陷。人类与其它实验动物胚胎在早期发育时的这种巨大差异,就可能限制动物实验的结果在人类身上的可移植性。


送胚胎干细胞上天试试

因此,不久前进入太空的天舟一号上,就搭载着一批人类胚胎干细胞(human embryonic stem cells)。科学家将通过它们,初步检验人类在太空中的生育能力。

人类胚胎干细胞来源于人类胚胎发育早期的部分细胞。通过增殖和分化,这些细胞最终会发育成为整个胎儿。在体外环境中,胚胎干细胞可以在特定的培养条件下近乎无限增殖,同时保持自身的特性不变(即干细胞的自我更新性质)。在特定细胞因子的刺激下­,胚胎干细胞可以沿着类似于体内发育的轨迹,一步一步分化发育成为各种类型的人体细胞[8]。

人体胚胎干细胞的分化,图片来源:Murry, et al. | [8]

在这一次天舟一号的实验中,人类胚胎干细胞将会接受特定信号因子的诱导,分化成为原始生殖细胞(Primordial germ cells),即 人类生殖细胞的前体细胞。 人类胚胎在发育的早期会产生极少量的原始生殖细胞,这些细胞随后会增殖并且迁移进入生殖腺,在生殖腺的环境下进一步发育成为精/卵原细胞,再进一步进行减数分裂发育为成熟的生殖细胞。作为这一系列过程中的第一步,原始生殖细胞的产生,在胚胎发育的早期就会完成。 只有这一步能够完成,在太空中发育的人类婴儿才能拥有生育能力,才可以进一步繁育后代, 子子孙孙无穷尽也。







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