小鼠试验表明,精子能在无卵子情况下发育成熟

小鼠试验表明,精子能在无卵子情况下发育成熟

科技日报北京9月13日电 (记者张梦然)英国《自然·通讯》杂志13日发表了一项生物学重要发现：注入到人工诱导(改造后失效)的孤雌单倍体胚胎细胞的小鼠精子，也能产生健康的后代。这一结果意味着，精子能在没有卵子的情况下能发育成熟。这与此前人们的认知相悖，科学家们曾认为这一过程只能在卵子中发生，但目前尚无证据表明同一过程在人类胚胎中也能成功。

受精过程包括精子和卵子转化为胚胎的多个步骤。受精过程中会发生许多染色体和脱氧核糖核酸(DNA)改变(这一过程被称为重编程)，从而使精子成熟，能够分裂产生生命体中的各个分化细胞，这种能力叫做全能性。但通常的观点是，精子只能在卵子中被重编程来获得全能性。

此次，英国巴斯大学安东尼·佩里及其同事，将精子细胞核注入经过化学改造的、不能正常发育的孤雌单倍体胚胎细胞中。该胚胎细胞经过化学处理后，只含有一组不配对的染色体，而不是精子和卵子融合通常会产生的一组配对染色体。实验证明，产生的胚胎发育成了健康的个体，但是，其比例最高只有对照组的24%。

作者并没有在论文中展示精子基因组如何重编程，但他们发现，经过改造的胚胎与对照组在染色体和DNA上有一定的相似之处，然而在细胞运转方面却有所差异，这意味着二者重编程的路径是不同的。该发现激励了研究者们进一步探究这种发育过程是如何发生的。

研究人员强调，虽然上述结果表明，多数情况下，在为全能性而进行的精子基因重编程中，第一个胚胎细胞周期是可以被“绕过”的，但该发现距离在人类中应用还为时尚早。此次实验中经注射胚胎的存活率很低，更重要的是，这项研究是在小鼠胚胎中进行的，目前尚没有证据表明其在人类胚胎中也能成功。

科学家首次利用老鼠细胞培育出可生育的卵子

他们首次利用雄性小鼠的细胞

培育出了有活力的卵子，

从而使两只雄性老鼠“产”下了后代。

日本科学家：

成功让雄性老鼠体细胞变成卵细胞

当地时间3月8日，在英国伦敦召开的第三届人类基因组编辑国际峰会上，来自日本九州大学的林克彦（Katsuhiko Hayashi，音译）教授介绍了该研究的详细情况，并表示已向科学杂志《自然》提交了这一研究。

该技术包括首先从雄性老鼠身上提取皮肤细胞，然后将其转化成类似干细胞的状态，以创建所谓的诱导性多能干细胞（iPS cells）——一种可以转化为其他类型细胞的细胞。因为该皮肤细胞从雄性老鼠身上提取，因此具有XY染色体。林克彦教授的团队剔除了其中的Y染色体，再向另一个细胞“借来”一个X染色体，然后将两个X染色体巧妙地“粘”在一起。这一流程使得干细胞变成卵细胞。

“这其中最大的诀窍就是X染色体的复制。”林克彦教授说，拥有两个X染色体的这些细胞被放置在一个卵巢类器官中进行培养，从而形成卵子。当与正常精子受精后，科学家们获得了大约600个胚胎，并将其植入代孕老鼠体内。最终，代孕老鼠诞生了7只小鼠幼仔。

这些小老鼠看起来很健康，会有一个正常的寿命，并在成年后得以继续生育后代。“它们看起来还不错，在正常生长，以后能够成为父亲。”林克彦教授表示。实验中约1%的生产成功率，低于用正常女性卵细胞能够达到的5%的成功率。

不孕不育症患者的新希望？

现阶段该技术还不能安全用于人类

林克彦教授表示，该研究的主要动机是希望能够为罹患不孕不育症的夫妻提供一种生育治疗方法，例如患有特纳综合征的妇女，她们拷贝的X染色体有一整个或部分缺失的情况。

他继续补充，目前，这项研究仍处于早期阶段，卵细胞的质量不高。“即使在老鼠身上实验，卵细胞的质量也存在很多问题。因此，在考虑将其作为一种生育治疗方法之前，我们必须克服这些问题，这可能需要很长的时间。”他表示。

同时，在这个阶段，技术还不能安全地用于人类。但是，他认为这一问题能够在10年内得到解决。然而，部分科学家认为这一时间估计过于乐观，因为目前在实验室条件下还未能从女性细胞中创造出可行的人类卵细胞。并且，也有科学家提出，人类的细胞需要更长的培养时间来产生一个成熟的卵细胞，这可能会增加细胞获得不必要的遗传变化的风险。

此外，林克彦教授还提出对社会是否能够接受这一技术的担忧，他并不赞同男性用自己的精子和人工制造的卵细胞来创造一个婴儿。“在技术上这是可能的。但是我不太确定在现在这个阶段，它是否安全或为社会所接受。”

中国科学院的王浩义教授认为，在考虑将该技术应用于临床之前，还有很长的路要走。“科学家从不说永远，原则上，实验已经在老鼠身上完成了，当然它可能在人类身上实现。但我可以预见到未来（该技术）会遇到很多挑战，我无法预测（克服它们）将花费多少年。”

冯学超解释，在生物界的繁殖中分为有性繁殖和无性繁殖两种，其中有性繁殖比起无性繁殖最大的优势就是能

“雄性老鼠产仔”究竟是怎么回事？此项研究的突破与未来发展前景如何？伦理问题又如何避免？11日下午，红星新闻记者联系到东北师范大学生命科学学院博士生导师、副教授冯学超来解读这项研究。

相关新闻报道 截图自Nature
揭秘：
变雄性老鼠体细胞为卵细胞
两只雄性老鼠“产”下后代
随着基因编辑技术尤其是分子剪刀技术CRISPR-Cas9的普及，对于人类基因进行改造的伦理与道德争议越来越多。在这种背景下，美国国家科学院、美国国家医学院、中国科学院和英国皇家学会在华盛顿共同举办人类基因编辑国际峰会，探讨人类基因编辑技术带来的科学、伦理和社会问题。
在英国伦敦召开的第三届人类基因组编辑国际峰会上，来自日本九州大学的林克彦教授团队首次利用雄性小鼠的细胞培育出了有活力的卵子，从而使两只雄性老鼠“产”下了后代。通过梳理Nature的报道不难发现，该研究大致可以分为四个部分：
首先，团队将从小鼠体内分离出来的细胞体外培养，通过称为“细胞重编程”的技术将一般的细胞变成多功能干细胞(iPSC)。在这个过程中，一些细胞自发地丢失了Y染色体，这一步类似于遗传过程中的突变。
冯学超解释，在生物界的繁殖中分为有性繁殖和无性繁殖两种，其中有性繁殖比起无性繁殖最大的优势就是能够在进化过程中创造一种变异，“这是物种为了更好适应外界的压力而产生的。”
第二步是通过药物作用诱发这些丢失了Y染色体的细胞产生染色体加倍，产生了核型为XX的雄性小鼠细胞（雄性小鼠天然的性染色体为XY）。
然后，通过基因编辑技术，诱导细胞分化成卵细胞。可以理解成通过调整细胞这个机器运行所需的“程序”，使原本的干细胞转变成了卵细胞。
最后，用类器官（一种在培养皿上生长的，结构类似真实器官的细胞基团）培养该“卵细胞”，并用小鼠精子完成类似试管婴儿技术的体外受精。这些“受精卵”被移植到雌性小鼠的子宫内完成发育，产生幼崽。
“这项研究从原理上看，还是比较简单的，实际上就是对‘诱导型干细胞’的应用以及染色体的转换问题。”冯学超介绍。
此外，有网友对“母鼠背靠背跟公鼠缝在一起，共享妊娠期血液微环境”的实验操作表示不解，认为这样的话“两只公鼠产子”的标题有夸大的嫌疑。

图据Nature
事实上，通过手术将两只小鼠的循环系统相连是一种常见的研究方法，但这种技术需要使用“裸鼠”，即被剥夺免疫功能的小鼠，否则小鼠将会对其他小鼠的血液产生免疫排斥而死亡。“‘共享血液环境’其实是相当难的，因为会存在排异现象。但是确实有可能性。”冯学超称，“两只公鼠产子”实际上是一个遗传学上的判断，因为子代小鼠的遗传物质，也就是DNA，完全来自于两只公鼠。
冯学超表示，从实际应用上来看，仅凭两只公鼠确实无法完成所有过程，需要有母鼠代孕，“所以说‘两只公鼠产仔’其实不太准确的。”
专家：
最大突破是实现了染色体的转换
要走上实际临床应用“相当难”
“其实体细胞诱导成为干细胞在很多年前就已经实现了，日本科学家此项实验最大的突破点主要是实现了染色体的转换。”冯学超告诉红星新闻记者。
冯学超认为，这项研究存在一定的局限性，“不可能原封不动照搬到人的身上。一方面是编程的与人体内发育的体细胞差别是很大的，还有很多缺陷存在；另一方面X染色体转换的成功率是很低的。”
众所周知，生物学前端技术用于临床是一个相当漫长的过程，这里的漫长不仅仅是来自技术攻关的困难，也来自整个社会在伦理上的接受。据媒体报道，峰会上，研究人员除了讨论CRISPR/Cas9等技术治疗遗传疾病的最新进展，也重点关注了基因编辑技术的伦理问题和政策监管。
“受制于技术和伦理的双重压力，这项技术要走上应用，特别是临床应用，是相当难的。”冯学超称。
据报道，林克彦教授表示，该研究的主要动机是希望能够为罹患不孕不育症的夫妻提供一种生育治疗方法，例如患有特纳综合征的妇女，她们拷贝的X染色体有一整个或部分缺失的情况。
“如果是作为基础研究，这项技术还是很值得推进的。”冯学超指出，但如果要运用到临床治疗，“通过来源于女性的体细胞，对于不孕不育症的临床研究可能作用更大。”

资料配图 据图虫创意
由于人工创造生命的技术有被滥用的可能，冯学超认为，一方面国家在立法上需要“下重拳”，只有合理、进步的法律才能推进技术的进步，从而使科学技术不会变成“潘多拉魔盒”；另一方面，对于科研工作者来说，需要有自觉性，“必须自觉抵制那些可能对人类带来毁灭性打击的技术。”
中国科学院动物研究所干细胞与生殖生物学国家重点实验室副主任、基因工程技术研究组组长王皓毅教授在接受媒体采访时也表示，在考虑将该技术应用于临床之前，还有很长的路要走。
“科学家从不说永远，原则上，实验已经在老鼠身上完成了，当然它也可能在人类身上实现。但我可以预见到未来（该技术）会遇到很多挑战，我无法预测（克服它们）将花费多少年。”王皓毅称。

本文地址:http://dadaojiayuan.com/jiankang/298634.html.

声明： 我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本站部分文字与图片资源来自于网络，转载是出于传递更多信息之目的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们(管理员邮箱：douchuanxin@foxmail.com)，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!

上一篇: 阻断神经通道，恐怖记忆有望被封印

下一篇: 尽情的享受你的咖啡吧(为什么风靡世界···