伏羲之爱|女性身体可以培养“人造精子”……
与克隆技术的过程相反,相互合作可以解决男性不育的问题。
“利用胚胎干细胞诱导分化产生精子是与克隆技术相反的过程。前者是将全能细胞定向培养成具有特定功能的高分化细胞。克隆技术是将高分化细胞还原为全能量原始细胞。”韩春生这样解释道。
女性身体可以培养“人造精子”
当受精卵分裂并发育成胚泡时,胚泡中心的一组细胞中的每一个都有可能发育成新的个体,这被称为全能性。这些细胞可以在培养皿中无限分裂和扩张,被称为胚胎干细胞。这些细胞向下分化和发育,形成各种类型的细胞,失去全能性。
利用胚胎干细胞培养各种人体组织和器官是目前科学研究中非常流行的方向。这显然与刺激克隆技术的发展有关。很容易理解,当一个人的组织和器官有问题时,用他自己的组织和器官来代替它们是最理想的。利用克隆技术,我们可以用一个人的体细胞培养与他人基因完全相同的胚胎干细胞,然后用胚胎干细胞生产特定的组织或器官,这样我们就可以替换我们的器官。
制造“人造精子”来解决男性不育问题也遵循同样的思路。利用胚胎干细胞产生精子,获得这个胚胎的精子。更生动的是,如果胚胎是男婴,那么由此获得的精子与男婴长大成熟后自然产生的精子完全相同。如果男性不育患者想要获得自己的精子,他必须先取出自己的体细胞,通过克隆等技术将其还原为胚胎干细胞,然后用胚胎干细胞培养精子。只有通过这样的往复过程,他才能实现他的愿望。
日本科学家的最新成就并不完全是“人为的”
研究员韩春生表示,日本科学家这次公布的结果的确是一个巨大的突破,但它们仍然只是人工精子研究领域的一个阶段性发展。例如,他们在实验室成功培养的实际上是原始生殖细胞,而不是真正的精子。
我们知道人类细胞通常有23对染色体,如精原细胞和卵原细胞。作为特殊细胞,精子和卵子的染色体数量只有普通细胞的一半,即23条。一旦受精卵受精,受精卵的染色体数目被重新分类到23对。
精原细胞只有在减数分裂后才能成为真正的精子,染色体数目减少了一半。然而,在日本科学家这一次的工作中,这个过程不是在实验室手工完成的,而是通过将精原细胞植入小鼠睾丸的自然过程完成的。
然而,韩春生也表示,不久前另一位日本科学家刚刚公布了这样的研究结果:他们体外培养小鼠睾丸组织,在实验室环境中成功进行减数分裂,获得了能够产生后代的精子。
结合不同科学家的研究努力,我们将来可能会走得更远。韩春生表示,中国科学家也在人工精子领域做出了自己的努力,而日本科学家的突破让他们更加紧迫。
用胚胎干细胞转化的精子培育出的老鼠幼崽图片
为了真正获得应用,仍然有许多困难需要克服。
韩春生表示,在日本科学家最近公布的结果中,有些小鼠胚胎干细胞来源于天然胚胎,有些来源于人工诱导的多功能干细胞,即iPS细胞。
iPS细胞是体细胞克隆技术的新发展。普通体细胞克隆技术成功率很低,几乎没有实用价值。2006年,京都大学的山中伸弥(shinya yamanaka)将四个基因引入小鼠体细胞,并对它们进行重新编程,以产生世界上第一个iPS细胞。几乎与此同时,美国威斯康星大学的汤姆森利用另一个基因成功获得了诱导多能干细胞。这些导入的基因可以被“卸载”,就像在完成了让分化的时钟后退的任务后过河拆桥一样。这项新技术一经问世,就立即成为学术界的热门话题。
然而,美国科学家利用基因芯片技术比较了诱导多能干细胞和人类胚胎干细胞之间的基因表达,发现仍然存在显著差异。
更糟糕的是,这项研究发现,在这个过程中使用的一个被引入的基因是非常危险的。该基因在体内的异常表达通常与某些肿瘤的诱导密切相关。此外,基因的引入需要使用病毒载体,其特征在于随机插入宿主基因组。如果插入错误,可能会导致癌症发作的后果。
目前,科学家们还希望通过另一种方式做出努力,即不使用胚胎干细胞,而是直接使用体细胞在实验室培养和获得精子。然而,无论采用哪种方法,如果你想在人体上进行这种实验,这是充满风险的,你必须谨慎。
女性身体也能培养“人造精子”吗?
我们知道男女之间的区别是男性携带XY染色体,而女性携带XX染色体。精子只包含一半的染色体,一半的Y染色体和一半的X染色体。
在实验室环境中,具有女性特征的XX染色体干细胞也可以形成早期精原干细胞。理论上,这种精原干细胞也可以通过减数分裂形成含有X染色体的精子。更直接地说,利用生物技术,人工精子可以从女性体细胞中发育出来。当然,这种人造精子和卵子只能产生女性后代。
然而,在目前的实验中,科学家观察到,只有携带XY染色体的胚胎干细胞才能最终产生人工精子,而携带具有女性特征的XX染色体的干细胞可以形成早期精原干细胞,但仍然不能通过减数分裂试验。原因还不清楚。
也许,更大的障碍在于我们的社会伦理能否接受这样的技术,即使“人造精子”可以用女性身体组织培养,甚至“人造卵子”也可以用同样的方法用男性身体组织培养。有人问,“谁需要男人和女人?现在我们只需要一个人造子宫,我们将彻底改写人类的繁殖方式。”
(责任编辑:滕小兰)
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