人造精子的研究历史


干细胞研究的一个新趋势是希望将干细胞诱导分化为精子或卵子,因而人造精子和人造卵子成为一个新的研究热点。人造精子研究已经持续了十几年的时间。

1994年,美国宾夕法尼亚州大学兽医学院的研究人员发展了在小鼠间移植精原干细胞的方法。1996年,科研人员将健康雄性老鼠的冷冻精原干细胞,植入了不能生育的雄性老鼠体内之后,后者顺利产生了精子。但是此后数年间,人造精子研究进展不大。

直到2003年初,日本的一个科研小组宣布,他们成功地把实验鼠的胚胎干细胞变成了精子细胞。

2004年,美国哈佛医学院乔治·戴利领导的一个科研小组报告说,他们用雄性老鼠的胚胎干细胞培育出精子细胞,并且把这些精子细胞注入了卵子。这也是首次使用人造精子使卵子受精的报道。同年,新加坡科学家培育出鱼的精原干细胞,并从中培育出了活的成熟鱼精子。

2004年4月22日,权威科学杂志《自然》公布了令人震惊的消息:日韩科学家利用两只雌性老鼠未受精的成熟卵子重组培育出了一只没有“父亲”的单性老鼠,并取名“辉夜姬”。 女性“人造精子”技术

只有男性才会生产精子,然而英国纽卡斯尔大学的科学家却计划从女性骨髓中提取干细胞,培育女性“人造精子”。

英国科学家已经提出了实验申请,一旦获得批准,英国科学家将在5年内培育出成熟的女性“人造精子”。2013年起,女性在完全不需要男性参与的情况下,就能独自繁育后代。

科学家称,“人造精子”技术将为众多不育症患者带来福音,然而,由于该技术能够使女性完全不依赖男人而“单性生殖”,所以这项先锋性技术也引发剧烈的伦理争议。

成熟的女性“人造精子”将可以和卵子进行试管授精,生育繁衍后代。这意味着从理论上来说,女性就可以在不依赖男性的情况下,独自繁衍生子。但纳耶尼亚教授称,就来说,他并没有任何意图让女性“人造精子”和一枚人类卵子进行授精。如果科学家要进行这样的人工授精实验,必须要先得到英国人类授精和胚胎管理局批准才行。

不过纳耶尼亚教授称,如果他们将来真能通过女性骨髓细胞培育出成熟的“人造精子”,并将它们用于孕育后代,那么这些“人造精子”也只能生出女儿,因为通过女性细胞培育的“人造精子”中将缺少生育男孩所必需的Y染色体。

科学家还观察到,只有携带XY染色体的胚胎干细胞才能最终培育出人造精子,而带有女性特征的XX染色体的干细胞,虽然能够形成早期的精原干细胞,却始终无法通过减数分裂i ya的考验。

我们知道,男性和女性的区别在于,男性携带XY染色体,而女性携带XX染色体。而精子细胞只带有一半染色体数目,半数含Y染色体,半数含X染色体。在实验室环境中,带有女性特征的XX染色体的干细胞,也能够形成早期的精原干细胞。

从理论上来说,这样的精原干细胞通过减数分裂,也可以形成含X染色体的精子细胞。更直接地说,利用生物技术,可以利用女性体细胞培育出人造精子。当然,这样的人造精子和卵子结合后,只能产生女性后代。

不过,在现阶段的实验中,其中的原因还并不清楚。

男性“人造精子”技术

据报道,英国纽卡斯尔大学教授卡里姆·纳耶尼亚和他的同事们已经掌握了通过男性骨髓细胞培育“人造精子”的技术。在实验中,纳耶尼亚教授的研究小组从男性志愿者身上提取出了一些骨髓组织,并从中分离出了干细胞,然后科学家又将这些干细胞培育成精原细胞。对于大多数男性来说,他们体内的精原细胞最后都能自然发展成为成熟的精子。

实验室中培育出来的精原细胞尚未发育成为精子,但这一研究成果却让科学家们激动万分,因为他们相信,最多花3、5年时间,他们就能让实验室中的精原细胞发展成为成熟的精子。 科学家先从雄性老鼠胚泡里提取出干细胞,这种细胞可以说是细胞之母,它可以分裂成生物体上的各种组织。科学家经过一段时间的培养,然后在干细胞里标记一些早期的精子细胞(精原干细胞),然后将做好记号的这种精原干细胞分离出来,接着培养一段时间。最后把精原干细胞和老鼠的卵子结合,最终形成受精卵。将受精卵植入代孕的母老鼠子宫里,一个新的老鼠就诞生了。

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