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从皮肤细胞到健康婴儿

2016-10-26 15:18 作者:袁越来源:威尼斯人娱乐官网_澳门威尼斯人线上娱乐_威尼斯人网上娱乐欢迎进入!
大部分不孕夫妇之所以生不出孩子,主要原因就是精子或者卵子出了问题。
大部分不孕夫妇之所以生不出孩子,主要原因就是精子或者卵子出了问题。人体内的每一个细胞都携带着一个人全部的DNA,从理论上讲完全具备了变成精子或者卵子的可能性,问题在于同一个DNA分子可以有不同的修饰方式,导致携带着同一套遗传信息的细胞可以具有完全不同的功能,如果能找到不同细胞DNA的修饰方式,理论上就可以变来变去了。 具体来说,要想把一个体细胞(比如皮肤细胞)变成精子或者卵子,需要经过以下几个步骤。第一步,必须将这个已经完全分化了的体细胞转变成全能干细胞,这个目标在2006年被日本科学家山中申弥实现了。他找到了一种很简单的办法把体细胞转变成“诱导型多功能干细胞”(iPS),并因此获得了2012年度诺贝尔医学和生理学奖。 第二步,需要把这个iPS转变成“原始生殖细胞”(PGCs),也就是精子和卵子共同的前体。这一步早在2012年便由日本京都大学的斋藤通纪和林克彦完成了,他们采用了和山中申弥类似的方法,即在细胞培养液中加入一些特殊的细胞因子,诱导iPS细胞改变其DNA修饰方式,最终在体外培养出了健康的人工诱导型PGCs细胞。 第三步便是促使PGCs细胞发育成卵子或者精子,自然情况下这一步骤是在卵巢或者睾丸内完成的,这两种性腺组织为PGCs提供了一个独特的微环境,诱导PGCs细胞分别向两个完全不同的方向分化。科学家们尚不清楚这个微环境当中到底是哪些因子在起作用,所以只能把PGCs细胞注入活的动物卵巢或者睾丸内,借助生命的力量完成这一关键步骤。 外行可能会觉得这没什么,但对于内行来说,凡是需要借助活体动物才能完成的细胞诱导实验难度都太大了,因为目前细胞诱导的成功率不高,需要进行大量的后期筛选才能选出诱导成功的精子或者卵子,所以科学家们一直希望能够在试管里完成这一步骤,那样的话就可以不受动物实验的限制,无论是时间还是成本都会大大下降。 经过4年的艰苦摸索,现为日本九州大学教授的林克彦成功地实现了这一目标。2016年10月17日出版的《自然》(Nature)杂志发表了林克彦团队撰写的论文,向全世界公布了这一消息。不但如此,研究人员还通过体外受精的方式将这批在试管中制造出来的卵子培养成胚胎,然后将其植入母鼠子宫内,最终生出了一批健康的小鼠。这些小鼠后来也顺利地产下了健康的后代,说明整套方法已经和自然繁殖没有差别了。 虽然林克彦博士在论文中一再声明这项研究的目的只是为了研究哺乳动物生殖系统的发育过程,但明眼人一看即知这个结果对于治疗人类不孕不育的努力会有极大的帮助。想象一下,未来如果一名妇女因为各种原因错过了受孕的最佳年纪,她只需要把自己的皮肤细胞提交给医院,医院便会将其培养成健康的卵子,整个过程全部在实验室完成,不需要其他人的帮助。之后,医院只需取得丈夫的精子进行体外受精就可以了,所用的方法和试管婴儿是一样的,整套程序已经相当成熟了。 同理,如果一名男性因为各种原因无法生产出健康的精子,医院可以如法炮制,在不需要借助其他人的情况下通过皮肤细胞生产出大量健康的精子。 另一个有趣的应用就是同性恋夫妇也可以通过这个办法生出属于两个人的孩子,因为从理论上讲,男性的皮肤细胞可以变成卵子,女性的皮肤细胞也可以变成精子。 当然了,小鼠试验成功不一定保证人类能成功,林克彦的下一步计划就是先拿灵长类动物做实验,看看能不能行。不过,从动物过渡到人类需要解决伦理问题,因为从皮肤细胞制造出来的卵子有可能存在基因不良突变的问题,必须首先解决这个问题才能推广。据科学家们估计,这项技术至少还需要等待10年才有可能用在人类身上。
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