中国科学家培育出人工精子,然后你就想吧

2016-03-07

中国科学家培育出人工精子,然后你就想吧

2016-03-07 虎嗅网3评

千百年来,人类都是通过男欢女爱,然后产生爱的结晶得以延续。即使是现代医学中的试管婴儿技术,还是需要从男女双方体内获取精卵细胞,在体外完成受精,最终植入母体子宫内发育。那到底有没有一种方法,可以通过其他方法获取精卵细胞,最终完成繁殖过程?按理说,应该是有的吧。

熬尽了脑汁的科学家们在大胆地假设后,将目光锁定在了干细胞上,干细胞是一种原始未分化的细胞,它们就像橡皮泥一样,橡皮泥可以被人手动捏出各种形状,而干细胞则是可以在人为的调控干预下再生出各种组织器官,堪称是我们身体内强大的“后备军团”。有了大胆的假设,接下来就进入了“小心求证”的阶段。

第一步:尝试将干细胞变成精卵细胞的“妈妈”

2012年时,日本京都大学Mitinori Saitou和Katsuhiko Hayashi撞到了一起,他们俩打算尝试解决上面的问题。

Hayashi曾在该领域先驱Azim Surani教授的实验室里做过四年研究,是一个“擅长利用直觉,视角非常广阔”的人;而Saitou是一个做事非常有系统性的人。他们俩的想法一碰便产生了火花,没成想竟然真的将胚胎干细胞(ESC)转化成了原始生殖细胞(PGCs,精卵细胞的“妈妈”)。

然而他们并不满足于此,相比于胚胎干细胞,诱导性多功能干细胞(iPS)的来源更广泛(皮肤细胞等),获取更容易,因此他们俩希望将诱导性多功能干细胞转化成原始生殖细胞,如果能成功应用价值会更大。

万万没想到,他们居然真的做到了。而且他们将诱导性多功能干细胞转化成原始生殖细胞后,再将原始生殖细胞植入雌性小鼠体内,成功产生卵细胞,试管授精后,代孕小鼠平安地怀孕生产,这些“试验品们”也不负众望地生活得十分健康,还繁殖了属于自己的后代。[1]

2012年《科学》杂志刊发了他们的这一伟大发现。

Saitou和Hayashi的主要成就是证明了干细胞可以最终转化成生殖细胞,并繁育出健康的后代。但是毕竟生殖细胞还是在动物体内形成的。那么到底能不能在体外培育出精子和卵细胞呢?

第二步:千辛万苦,尝试体外培育精子

别看在男性体内没多久就可以产生数千万精子,但是要想在体外复制这个过程,其中艰辛只有研究人员自己知道。于是Hayashi的老师Azim Surani就联合以色列魏茨曼科学研究所Jacob Hanna,意欲挑战这一难题。

Surani和Hanna的研究成果再一次证明,“姜还是老的辣”。2014年《细胞》杂志刊登了他们的研究成果,他们利用诱导性多功能干细胞(iPS)成功培育出不成熟的精子和卵细胞。又向人造精子迈出了坚实的一小步。

第三步:中国科学家终于成功在体外培育出精子,并繁殖后代

2016年2月,中科院动物所的周琪院士、赵小阳研究员与南京医科大学生殖医学国家重点实验室的沙家豪教授在《细胞·干细胞》上联合发表了他们的研究成果。他们先将小鼠胚胎干细胞在培养皿里诱导成原始生殖细胞,然后将这些原始生殖细胞与来自睾丸里的细胞共同培养在培养皿里,最终那些原始生殖细胞在睾丸细胞的陪伴下,成长成了具有精子功能的细胞。这种细胞虽然不像正常男性睾丸中产生的精子一样有尾可以游动,但是它依然可以与卵细胞结合并繁殖出健康的小鼠个体。 [3]

小鼠体外干细胞培养成具有精子功能的细胞的过程与体内正常精细胞的生成过程的对比图

因为成功解决了“在体外获得拥有功能性的生殖细胞”这一大难题,我国几位科学家的研究受到了国际上的密切关注,Nature、Science等各大媒体也第一时间报道了此事。

尽管有着诸多争议,几位科研人员对于自己的成果还是非常有信心,他们也希望在接下来的研究中能进一步优化培养条件,最终培育出人类精子并应用于临床。

看到这里,作为一名男性你对他们关于人类的研究有什么样的期待呢?毕竟这是一项会“剥夺”你们生殖机会的研究。

当然,读到这里你可能会觉得我太偏激了,因为这项技术还有其他的用途,比如用于治疗男性的不育症。恭喜你!因为我知道聪明的你们肯定会想到的。

最后,无论有多少争论,都是促进科学前进的动力,但我们应该清楚地意识到,小鼠与人类之间存在的巨大差异,因此在后续研究的推进中既要保证跨物种之后的安全性,同时对使用胚胎干细胞的伦理学问题也需要慎重考量。也许在未来的某一天,这项技术会真的实现其可应用性和安全性,那么这对于人类的发展又是否会有颠覆性的影响呢?这一切都是未知但又值得期待的,相信时间会给我们最终的答案。

参考文献:

[1] Hayashi K, Ogushi S, Kurimoto K, et al. Offspring from oocytes derived from in vitro primordial germ cell-like cells in mice[J]. Science, 2012, 338(6109): 971-975.

[2] Irie N, Weinberger L, Tang W W C, et al. SOX17 is a critical specifier of human primordial germ cell fate[J]. Cell, 2015, 160(1): 253-268.

[3] Complete Meiosis from Embryonic Stem Cell-Derived Germ Cells In Vitro[J].

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来自:老梧桐  > 科技
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