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不孕不育者的福音:一塊皮膚能「改裝」成精子卵子?

不孕不育者的福音:一塊皮膚能「改裝」成精子卵子?

據國外媒體報道,科學家正致力於在實驗室中製造出精子和卵子,這會改變我們人類現有的生殖方式嗎?

我們姑且可以稱他為B.D先生,這個稱謂源自於他妻子在自己所開設的關於不孕不育博客「射空槍」(Shooting Blanks)中所述。幾年前,這位學者在其36歲時得知自己患有無精子症(azoospermatic),這意味著他的身體根本就不會產生精子。

作為顛覆性研究的一部分,研究的本質在於細胞將如何決定自己的發育。是成為一個神經元細胞還是心肌細胞?在自然生殖過程中,從卵細胞受精的那一刻開始,就有一系列生化信號協調細胞的分裂,生長以及分化過程。研究發育的生物學家的目標是理解其中的每一步,然後將其原原本本地複製到實驗室環境下。

當然,人們會在實驗室中製造細胞。但沒有一種細胞會像精子或卵子這樣帶來巨大的科學和社會影響。重新創造這些細胞將使科學家進入一個秘密領域,那裡世代之間的聯繫完全是虛構的。 「還有什麼比這更有趣呢?這是如此的驚人,「用B.D.先生細胞進行實驗的科學家Renee Reijo Pera這樣表示。 「我知道有人研究地球生命的起源如何從地球開始的人,也有人尋找宇宙的邊界。但這些都不足以與使精子和卵子結合發育成一個人相媲美。在大多數情況下,我們都有兩條胳膊和兩條腿。這是驚人的準確。「

製造「人工配子」的過程一直在不斷加快。在日本,科學家使用小鼠尾部細胞在培養皿中製造出卵子,然後發育成小鼠;而中國科學家後來聲稱,他們已經確定了製造小鼠精子所需分子信號的精確序列順序。到目前為止,人類仍然沒有發現能夠讓幹細胞轉化為功能性人類卵細胞或精子的精確生化配方。人類皮膚細胞還無法變成真正的人類生殖細胞。但是很多科學家認為,這只是一個時間問題——也許只需要一兩年的時間,科學家就可以找出正確的方法。哈佛大學醫學院院長、幹細胞生物學家喬治·達利(George Daley)說,最新進展「非常清晰,令人驚嘆」。

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重編程細胞

作為20世紀90年代的博士後研究員,Reijo Pera幫助確定了導致男性無精子症的關鍵基因。這種被稱之為DAZ的無精子基因僅存在於靈長類動物中。這意味著,除了我們的雙手和智慧之外,在生殖繁衍方面人類也有著獨有細節特徵。

科學家的問題在於,許多這些特徵細節並不為人所見。科學家用於研究目的的胚胎僅能在實驗室環境下存活14天。而14天之後對於胚胎是一個關鍵的發育時期,有大約40個細胞會開始發育成所謂的性腺,也就是未來的卵巢或睾丸目前科學家仍然沒有完全了解,配子在這段過程中如何獲得了形成新生命的能力。

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科學家們已經可以誘導iPS細胞形成原始的生殖細胞,但如何將這些細胞轉化為功能性精子或卵子還沒有最終解決。在人類的自然發育過程中,這個轉化直至青春期才完全完成。用他們的老鼠,齊藤通紀和Hayashi利用他們培養的小鼠,通過將iPS細胞置於模擬的卵巢中誘導iPS細胞。這種模擬卵巢使用從小鼠胚胎提取的組織構建。但從人類胚胎細胞中打造類似的培養皿並不現實,因為獲得這樣的組織非常困難。相反齊藤通紀認為,他需要利用iPS細胞製造模擬孵化器。這個額外的挑戰可能會推遲實驗的成功。

即便他們確實製造出人類的卵或精子,科學家們依舊會遇到另一個障礙。因為證明這些細胞有效性的唯一辦法就是創造一個人類的後代,現在這是日本科學家不願意考慮的。

相反,為了論證實驗,Hayashi和齊藤通紀也使用了猴子進行實驗。Hayashi表示,與人類具有密切相關性的動物將是論證他們的技術對「靈長類動物是否安全」的良好模式。 「我們需要證明的是,我們可以製作出高質量的卵細胞。為此,我們需要產生出後代。「他如是指出。

胚胎種植

隨之而來的是不可避免的商業利益。在採訪Hayashi時,的日本生物技術公司Healios首席執行官Hardy Kagimoto加入進來,他正在尋求如何將iPS細胞用於治療失明。Kagimoto也希望能合作探索實驗室製造人類配子。他說,一個擁有全球臨床網路的試管嬰兒醫療團隊對此也很有興趣。 「一件大事情正在發生,而整個社會並不了解,」 Kagimoto說,「當然不要誤會我,如果我們要做,也會按照整個社會的共識來做。」

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