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人造精子首次产下健康小鼠

发布时间:2011年08月10日 10:12 | 进入复兴论坛 | 来源:人民网


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这一窝健康的小鼠幼崽是由源自胚胎干细胞的精子培育出的。

  (图片提供:Mitinori Saitou)

  本报讯科学家们一直希望能够在实验室中制造出精子和卵子,这样做不仅是为了更好地了解这一基本的生殖过程,同时还能够为帮助不育夫妇怀孕提供一条新的途径。利用胚胎干细胞――它们在理论上能够形成所有的身体细胞类型,几个研究小组曾在过去的几年中取得了一定的进展,但是尚无法形成能够生育的精子或卵子。如今,来自日本京都大学的一个研究团队发现了一种方法,能够将小鼠的胚胎干细胞转化为精子前体细胞,并利用由此得到的精子培育出正常的小鼠幼崽。这项研究最终可能带来人类男性不育症的治疗方法。但是京都研究团队的负责人、干细胞生物学家Mitinori Saitou认为,这还需要解决几个“非常棘手”的技术和伦理问题。

  精子和卵子从原生殖细胞发展而来。在胚胎的早期阶段,这些生殖细胞是由大量的外胚层细胞产生的。几年前,研究人员已经能够从小鼠胚胎中采集外胚层细胞,并在培养皿中使得到的外胚层干细胞长时间再生。研究人员希望这些外胚层干细胞能够被用来制造原生殖细胞,并最终形成能够生育的精子和卵子。然而尽管进行了多年努力,却一直没有人获得成功。京都的研究人员断定,当实验室制造的外胚层干细胞在培养皿中获得生长能力时,它们或许便已失去了形成生殖细胞的能力。

  因此科学家采取了不同的方法,他们在由生长因子和蛋白质形成的“鸡尾酒”中培养小鼠的胚胎干细胞,这样所产生的类外胚层细胞只能存活几天的时间。研究人员发现,他们可以利用存活两天的细胞培养与原生殖细胞类似的细胞。在向无法自行生成精子的小鼠睾丸中注入此类细胞后,这些原生殖细胞变成了精子,并能够使试管中的卵子受精。研究人员将由此得到的胚胎移入到能够繁殖正常后代的代孕母鼠体内。这些母鼠最终产下了自己的后代。Saitou和他的同事日前在《细胞》杂志网络版上报告了这一研究成果。

  研究人员指出:“植入受精卵的受体实验鼠产下的后代很健康,发育正常,无论雌雄,都具有生殖能力。”

  利用干细胞培养“人造精子”的研究由来已久。早在2003年,就有数个研究小组声称制造出“人造精子”,但让实验鼠怀孕的努力以失败告终。

  2006年,英国纽卡斯尔大学一个研究小组利用胚胎干细胞制造出“人造精子”,并培育7只小老鼠,但7只小老鼠均出现健康问题并夭折。3年后,这个研究小组又宣布成功利用人类干细胞培育出成熟精子,不过这篇论文很快因两段内容涉嫌剽窃被撤销。

  澳大利亚莫纳什大学的生殖生物学家Orly Lacham-Kaplan表示:“我只能说,哇!这是一项突破。”美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的干细胞生物学家Amander Clark认为,这项研究给出了证据,“表明源自胚胎干细胞的原生殖细胞能够形成功能性的生殖细胞”,他称该研究是“我们对于生殖细胞发育机理的基本认识的一次关键飞跃”。

  Saitou表示,还有很多障碍需要清除。他们想研究如何在实验室中培育完整的精子,而不是将与原生殖细胞类似的细胞注入睾丸以待成熟。研究人员还想在体外培育卵子,既了解相关过程并最终帮助不孕女性怀孕。Saitou同时指出,将这一研究成果延伸至临床还需要确定他们在小鼠中使用的类似方法是否也能够作用于人类细胞。(赵路)

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