毛髮變卵子精子 3D列印卵巢能順利生孩？

浙江在線5月25日訊(浙江在線記者 李文芳 通訊員 方序 魯青 田申)科技的發展，總是超出人類的想像。近日，美國西北大學一支研究團隊利用3D列印技術，研製出了一種人造卵巢，並在小鼠體內發揮了天然卵巢的功能，幫助其成功排卵和懷孕。那麼，這項研究成果是否意味著，未來的某個時刻，不孕女性可通過3D列印卵巢而成功懷上寶寶呢?

本期《Dr.照謠鏡》欄目，叨妹就帶著各位讀者，一起走進這個神秘的領域。

3D列印卵巢對生物醫學來說有里程碑意義(圖片來源：WIRED)。

孕育生命，是人類生生不息、傳遞基因密碼的源泉。可總有一些內因、外因，阻斷著人類生育的本能。如今，隨著環境變化、社會變遷，一些女性面臨不孕的難題。

近日，美國西北大學麥考密克工程及應用科學學院的科研人員利用3D列印技術，製作出了一款里程碑式的人工卵巢，成功讓母鼠懷孕並生下小鼠。這項科研成果在線發表在《自然》子刊《Nature Communications》上。

許多研究學者認為，3D列印人造卵巢完全具有可行性，而且結構足夠可靠。利用此類技術也許能幫助生育能力存在缺陷的女性成功懷孕，而無需通過複雜的移植或輔助生殖技術。而團隊研究者給外界的答覆是，5年後有望在人類身上實現。

該項研究的主要負責人之一Teresa Woodruff教授(圖片來源：西北大學)。

3D列印「卵巢」讓小鼠成功懷孕

卵巢，作為女性不可或缺的生殖器官，除了生產卵子，還有調節女性荷爾蒙的功能。沒有卵巢，年幼的患者可能永遠不會經歷青春期，成年婦女則可能過早進入絕經期。

現實中，遺傳變異、卵巢疾病或是放療化療等因素，嚴重破壞了卵巢的功能，讓許多女性「成為母親」的夢想破滅。

如果能利用先進的醫學技術製造出有正常功能的人工卵巢，是不是就能極大地改善這些女性的生活質量?

遵循這樣的思路，西北大學的著名科學家Teresa Woodruff教授開始了研究。

卵巢內充滿了卵泡，它們是一群還未發育成熟的卵子，被分泌激素的細胞包圍，卵巢的作用是引導這些卵泡逐漸變成熟，並每月生成卵子。因此，如果想要製造人工卵巢，首先就要模擬好卵巢與卵泡之間相互依存的結構。

去年，這群研究人員利用化學試劑，移除了人類卵巢中的卵泡、血管以及其他組織，僅留下一個由膠原組成的複雜支架。在顯微鏡下，研究人員發現，這個支架結構互相交織，組成了一個個小格，就好像人類的骨骼在體內支撐起血肉一樣。

後來，研究人員使用明膠，即在很多動物卵巢內很常見的天然膠原，利用3D列印技術製作出了人工卵巢支架的原型——在1.5厘米見方的空間上，研究人員「織」出了多種支撐卵巢的支架，它們的密度各有不同。

3D列印出的卵巢支架堪稱藝術(圖片來源：《Nature Communications》)。

隨後，他們在其中放入了小鼠的卵泡，觀察它們的生長情況。實驗發現，卵泡在那些「織」得越密的結構中生長得非常好，並能在體外存活長達8天。

於是，研究人員在體外實驗取得了理想的結果後，轉向了體內實驗。他們在3D列印的卵巢支架上留出了一批2毫米大小的小孔，並在每個小孔中植入了一個卵泡。這樣，一個人工製造的卵巢就形成了。

他們將這些人工卵巢移植入7隻卵巢被移除的小鼠中，不久後，研究人員觀察到一個積極的現象——在小鼠體內，血管逐漸滲透進這些3D列印的卵巢，為這些卵泡提供氧氣與營養物質，並能將它們產生的激素通過血液循環帶到全身。這些現象暗示著這些3D列印的卵巢有望行使天然卵巢的功能。

果不其然!有3隻小鼠在交配後順利產下了後代。這些新出生的小小鼠一切正常，甚至一些又正常懷孕當上了爹媽。研究人員還觀察了好幾代小鼠的情況，結果堪稱完美。他們因此確認，人工卵巢沒有對小鼠帶來任何明顯的副作用。

Woodruff教授說，團隊的下步計劃是製作在豬體內也能正常工作的卵巢。由於豬的器官與人的器官尺寸接近，生理周期也相似，有望推動這項技術最終應用於人體。

列印「卵巢」解決不孕有待商榷

那麼，這項研究在未來解決女性不孕問題上，是否真的可行?叨妹請來了浙醫二院生殖醫學中心負責人金敏進行解讀。

「這項研究其實更偏重於3D列印工程材料學，膠原組成的複雜支架是文章的亮點。」金敏說，從研究方法及結果來看，研究人員並沒有真正的「3D列印」一個卵巢，而是列印了一個「骨架」，實際上後續受孕的卵子，是來源於人工種植在骨架中的卵泡，這些卵泡是從16日齡的CD-1雌性小鼠體內獲得的。

雖然在移植了卵泡後，這些骨架內成功生長了血管，模擬了「卵巢」的功能，但是人工列印的部分僅僅是外殼而已。眾所周知，懷孕的基本條件是精子和卵子結合，在生殖科學領域，真正困難的問題是如何獲取一顆健康的卵子(如高齡女性，卵巢早衰女性)。因此，單就這項研究來看，3D列印人工卵巢不能解決卵子的問題，也就說不能解決不孕的難題。

金敏強調，導致婦女不孕的原因是非常多的，包括子宮因素、輸卵管因素、免疫因素等，即使解決了卵子的問題，也還有許多環節會影響妊娠。因此，只要列印個卵巢就能順利懷上寶寶的說法並不成立。

「哪怕未來有可能將這一技術運用到人類身上，但依舊有很多倫理的限制，目前很難說是否可行。」

3D列印結合IPS技術，或成終極不孕良方

3D列印卵巢也並非毫無益處，如果能把3D列印和IPS(誘導多能幹細胞)結合起來，或許就能得到完整的卵巢(外殼)和卵子，也就解決了女性不孕的終極難題。

那麼，我們就又面臨一個腦洞相當大的科學命題了——IVG，即體外配子技術。怎麼說呢，它是比試管嬰兒技術(IVF)更令人「嘆為觀止」的新研究。

這項技術路徑是，無論男女、年齡，所有人都可以取出自己的一點普通細胞，如皮膚、毛髮，再將細胞誘導製造成卵子及精子，待結合成受精卵後，放入子宮生育!

聽起來天方夜譚，可自2006年始，日本科學家Shinya Yamanaka研究發現，通過在體細胞中放入幾個轉錄因子，可將這個體細胞重新編程，將它們編程類似胚胎幹細胞的一種細胞，這種細胞被他稱為誘導多能幹細胞(IPS)，因此項研究，這位哥們兒還獲得2012年諾貝爾獎。

2014年，以色列幹細胞生物學家Jacob Hanna就將人類皮膚細胞重新誘導，變成了胚胎樣幹細胞，隨後變成了原始生殖細胞。這是歷史上人類首次製造出的原始生殖細胞。後來出於倫理的考慮，他沒有繼續往下將其轉變成精子和卵子。

而2016年，日本九州大學生物學家Katsuhiko Hayashi通過成年雌性小白鼠尾巴上的一點皮毛，用皮膚細胞製造出了一系列誘導多能幹細胞，而後培育成一系列卵子，和另一隻老鼠的精子結合後，將胚胎放入小鼠子宮，最後生出了26隻健康的小白鼠。

隨後，一支中國科學院、南京醫科大學等組成的聯合科研團隊，利用小鼠的胚胎幹細胞在體外培育出了具有生殖功能的精子細胞，並成功用氣繁衍出小鼠後代。

雖然，在倫理上，「該技術會造成胚胎農場，加劇對人類生命的貶值。」可不得不承認，如果單從科學研究來看，的確將解決人類的生育問題，如可幫助已經失去卵巢的女人或失去睾丸的男人重新獲得卵子和精子。

「也就是說，IPS解決了卵子和精子的問題，加之3D列印卵巢技術，將完美破解不孕女性自體孕育生命的難題。」金敏說。

當然，科學能否發展到這個地步，需要的不僅僅是科學本身，更有其他更為複雜的社會因素。

但是，理論上，一切皆有可能。

來源：浙江在線

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