人类是如何发展的?

我们是如何从卵子和精子,变成婴儿,准备好出生的呢?
2018年7月23日

采访

剑桥大学Azim Surani教授

无论你是自然怀孕还是得到生育专家的帮助,希望最终的结果是一个健康的孩子,40周后。但是受精卵是如何变成婴儿的呢?克里斯·史密斯去见了剑桥大学戈登研究所的人类发展专家阿齐姆·苏拉尼,40年前,他和试管婴儿先驱鲍勃·爱德华兹一起攻读博士学位。

我记得路易丝·布朗出生的那一天。我当时正在康沃尔度假,听到这个消息后,我给鲍勃发了一封电报向他表示祝贺。

克里斯:那时候没有电子邮件?

阿齐姆:那时候还没有电子邮件,所以我不得不给他发一封电报。

克里斯:让我们回到生命过程的起点,从精子和卵子开始。那么这两种细胞有什么特别之处使得它们有可能产生胚胎,然后是胎儿和婴儿呢?

Azim -卵子和精子只包含一半数量的染色体,所以它们只拥有组成一个完整生物体的一半信息。你需要让一个卵子受精,这样你就能从父亲和母亲那里得到两套信息;这就是发展过程可以开始的时候。

克里斯:卵子是如何“知道”自己受精的?

阿齐姆:在受精过程中,卵子中钙等化学物质的含量会发生变化,这实际上开启了早期发育的过程。这时卵子开始分裂并开始进一步发育。

如果你有成千上万的精子竞争使卵子受精,为什么只有一个成功?

阿齐姆:是的,这确实很重要。因为在受精过程中,一旦一个精子进入卵子,卵子的膜就会发生变化,阻止更多的精子进入。这实际上非常重要,因为你需要父母双方的染色体的精确数量。如果你从父亲那里得到的太多,那么发育的过程就会受阻。

克里斯:所以精子进入卵子,触发了细胞膜的变化,阻止了其他精子进入。然后它把它的基因货物给了那个卵子,所以我们现在有了一个细胞,希望有一个完整的染色体组合,23对染色体。然后会发生什么?

Azim -这是卵子开始分裂的点,它首先分裂成两个细胞。然后它继续分裂,沿着输卵管进入子宫,在分裂的过程中,细胞继续繁殖。它们经过多次分裂,直到胚胎达到大约60到100个细胞。

克里斯:这个数字有什么特别之处?

阿齐姆:基本上,有两组细胞:一组是内部的细胞,被称为内细胞群细胞,它们将产生胚胎,另一组是细胞的外壳,它们将产生胎盘。

Chris -所以我们在这个阶段我们有一个细胞球里面的细胞球。外面的圆球将是婴儿发育的袋子,以及连接婴儿和母亲的胎盘。但是中间的细胞球是如何变成我们所认识的发育中的婴儿的呢?

阿齐姆:嗯,早期发生的事情之一是胚胎开始看起来像一层细胞,在胚胎的一端,你开始形成一个叫做“原始条纹”的小结构。这里,细胞开始进入原始条纹,它们进入内部,这些细胞最终将形成我们最终识别为内部器官的结构,然后它开始被识别为发育中的胎儿。

克里斯-所以细胞是从外部流入内部的?它几乎是在用更多的细胞膨胀它在体内创造了细胞群它们注定要成为内部器官等等?

阿齐姆:是的。随着胚胎的发育,这些细胞开始变得更加专门化,变成三维的,它开始被视为胎儿。

克里斯:但是接下来要怎么把这个非常原始,非常小,只有一毫米的结构变成像婴儿一样的东西呢?

Azim -从那时起发生的关键方面是细胞数量的增加和内部器官发育的复杂性的增加。

克里斯:到什么时候所有的主要器官都发育好了,比如心脏、大脑、脸、眼睛?所有主要的东西是什么时候制造的,什么时候出现的?

Azim -器官发生的早期阶段发生在人类发育的第28至35天之间。这个时候所有的基本器官都已经形成了,所以所有的基本结构都在这个时候开始建立起来,然后随着发育的进行,胚胎会有巨大的增长。

克里斯:我们是否可以放心,对精子、卵子和胚胎进行的诸如体外受精之类的操作不会对个体的健康产生影响?

阿齐姆:从我们从所有试管婴儿中获得的经验来看,目前还没有明确的证据表明试管婴儿有影响。现在我们必须记住,路易丝·布朗已经40岁了,所以现在还为时尚早。所以我认为这是我们应该密切关注的事情,看看试管受精是否有长期的后果。

克里斯-但在这个阶段我们还不知道吗?

Azim:已经做了很多实验来测试在培养中对卵子和精子进行操作是否有任何影响。但到目前为止,大多数证据都表明,在培养过程中对卵子和精子进行操纵没有潜在的影响。

克里斯:最后一个阿齐姆,你度假回来后给你的上司鲍勃·爱德华兹发了那封电报,接下来发生了什么?

阿齐姆:我回到剑桥,我们有很多庆祝活动。不得不说,我们喝了很多香槟。

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