科学家首次发现一种方法,能够利用人类皮肤细胞的遗传物质制造出可受精的卵子。
尽管研究仍处于早期阶段,但专家表示,这一发现未来可能“彻底改变”对不孕症和流产的理解,甚至为那些别无选择的人群铺平创造类卵子或类精子细胞的道路。
在某些情况下,不孕症可能由身体无法产生健康精子或卵子引起,对于这类患者,除非使用捐赠者,否则体外受精等治疗手段往往无效。
一种新兴技术被称为体外配子发生(IVG),涉及将皮肤细胞重编程为某种干细胞。研究人员指出,这对无法产生可行卵子或精子的人群具有“巨大的治疗潜力”。
该技术包括从患者自身皮肤细胞中提取细胞核——即储存遗传物质的细胞控制中心。随后,这些细胞核被植入经移除细胞核的捐赠卵子中,这一过程称为体细胞核移植。
然而,通过这种方式生成的细胞会导致未来受精卵拥有过多染色体。人类通常拥有46条染色体,分为23对——一半来自精子,一半来自卵子。使用体细胞核移植技术创造的细胞则拥有两套染色体。此前,移除额外染色体集的方法已在小鼠身上研究过,但从未应用于人类细胞。
为解决此问题,美国研究人员从皮肤细胞中移除细胞核并将其植入捐赠卵子。为去除多余染色体,他们实施了一种名为“线粒体减数分裂”(mitomeiosis)的过程。该技术模拟自然细胞分裂,使一套染色体被丢弃,从而留下能够受精的健康生殖细胞。
研究团队成功培育出82个功能性发育卵子(称为卵母细胞),并在实验室中使用精子使其受精。约十分之一(9%)的受精卵继续发育至囊胚阶段,即受精后约六天细胞快速分裂的时期。
这些囊胚均未进一步发育,这与体外受精治疗中通常将胚胎移植至子宫的时间点相符。英国专家对这一发现表示振奋,但强调仍需更多工作。
南安普顿大学生殖医学教授兼生殖医学与外科荣誉顾问尹成(Ying Cheong)表示:“科学家首次证明,普通体细胞的DNA可被置入卵子、激活并使其染色体减半,模拟正常创造卵子和精子的特殊步骤。这一名为‘线粒体减数分裂’的突破是一项令人兴奋的概念验证。临床上,我们越来越多地见到无法使用自身卵子的人群,原因常是年龄或健康问题。尽管这仍属早期实验室工作,但未来它可能彻底改变我们对不孕症和流产的理解,并有望为别无选择的人群开启创造类卵子或类精子细胞的大门。”
爱丁堡大学MRC生殖健康中心副主任、临床生殖科学埃尔西·英格利斯教授理查德·安德森(Richard Anderson)指出:“许多女性因丧失卵子而无法组建家庭,原因多样,包括癌症治疗后遗症。生成新卵子的能力将是一项重大进展。本研究表明,皮肤细胞的遗传物质可用于生成具有正确染色体数量的类卵细胞,使其能够受精并发育成早期胚胎。尽管存在重要的安全问题,但这项研究是帮助众多女性拥有自身遗传后代的重要一步。”
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