近期，由中国科学院领导的研究团队取得了一项震惊医学界的重大研究成果——成功创造出由两个父亲遗传物质生成的小鼠。这一成果发表在知名期刊《Cell Stem Cell》上，不仅挑战了传统哺乳动物单性生殖的认知，也为再生医学和生殖生物学带来了全新的可能。对于普通人而言，这或许意味着未来在不孕不育治疗等方面有望出现新的疗法，为个人的生育健康带来新的希望。
同性繁殖困境被打破！双父系小鼠诞生记
同性生物繁殖在哺乳动物中长期以来被认为是不可能的，就如同只用一半的蓝图去建造房屋，困难重重。此前，科学家曾尝试用从雄性小鼠获得的特殊细胞制造卵细胞，再用另一只雄性小鼠的精子受精。然而，当两个雄性的遗传物质以这种方式结合时，会导致基因功能出现问题，胚胎在早期发育阶段就停滞不前，尝试均以失败告终。
而此次新的研究团队采取了截然不同的方法。他们没有制造卵细胞，而是精心编辑特定的基因代码部分，使用各种技术改变、删除或调整控制父母遗传物质协同工作的特定基因。具体步骤如下：
- 从精子中创建单倍体胚胎干细胞。
- 使用CRISPR基因编辑修改特定的印记区域。
- 将这些经过修饰的细胞与另一只雄性小鼠的精子通过核转移技术结合。
- 最终的胚胎要么直接移植到代孕母亲体内，要么用于创建四倍体胚胎，然后再植入。
经过数百次尝试，研究团队成功生产了几代双父系小鼠，最成功的版本涉及20个基因修饰，达到了约36.7%的存活率。
双父系小鼠大揭秘：成果利弊几何？
存活下来的双父系小鼠展现出了一些有趣的特征：
- 生长速度比正常小鼠更快。
- 在行为测试中表现出较少的焦虑样行为。
- 寿命较短，仅约为普通小鼠寿命的60%。
这些差异为我们了解亲本基因如何影响发育和衰老提供了宝贵的见解。此外，研究团队还成功从双父系胚胎中创造出功能性胎盘。胎盘是哺乳动物发育中至关重要的器官，通常需要来自父母双方的精确遗传贡献，此次成功创建功能性双父系胎盘，代表着对生殖生物学理解的重大突破。
不过，这项研究也面临着诸多限制：
- 成功率仍然相对较低，存活的小鼠表现出一些异常。
- 该技术需要复杂的基因修饰和先进的实验室程序，难以广泛应用。
- 雌性双父系小鼠不育，限制了多代繁殖的能力。
专业概念科普：同性繁殖为何这么难？
此次研究涉及到一些专业概念，下面为大家简单科普一下：
- 单倍体胚胎干细胞：是一种特殊细胞，它就像空白积木一样，能变成身体所需的任何类型细胞。
- CRISPR基因编辑技术：是一种能对生物体基因组进行精确修饰的技术，如同精准的“基因剪刀”，可以对特定基因进行修改、删除等操作。
- 基因组印记：是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵子传递给子代时发生了修饰，使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性，它对胚胎发育、生长等过程有着重要影响。
同性繁殖在哺乳动物中一直被认为难以实现，原因就在于印记基因的作用。即使人工构建双母系或双父系胚胎，也会因这些基因导致无法正常发育，在某些发育阶段停滞。而此次研究通过编辑特定基因区域克服了这一障碍，让双父系小鼠发育到成年期成为可能。
科技展望：从小鼠到人类，同性繁殖还有多远？
研究团队计划将其实验方法扩展到更大的动物，如猴子。但他们也承认这将需要付出相当大的努力，因为不同物种之间存在不同的印记基因组合。
在人类医学应用方面，目前仍不明朗。国际干细胞研究学会因安全担忧明确禁止用于生殖目的的可遗传基因组编辑和使用人类干细胞衍生的配子进行繁殖。不过，这项研究表明哺乳动物同性繁殖的主要障碍是基因而非物理上的，它提供了对基因组印记及其在发育中作用的关键见解。尽管立即应用有限，但未来可能会提高对生殖生物学的理解，为不孕症治疗等提供潜在方法，为个人的生育健康带来新的变革和希望。或许在不久的将来，这项研究成果能为更多家庭带来福音，让我们拭目以待。
