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日本研究人员使用顶尖技术在实验室中制造出了卵子和精子。而现在,科学家不得不决定如何安全且合乎道德地使用这些细胞。
从去年 10 月开始,分子生物学家 Katsuhiko Hayashi 已经收到了不少电子邮件,其中大多数是中年夫妻,他们都为一件事感到绝望:生育孩子。一位处于更年期的英国女人提出到 Hayashi 位于京都大学的实验室来,希望他可以在这件事上帮助她。“ 这是我唯一的愿望。” 她写道。
这些请求始于 Hayashi 发表的一项研究结果。通过对小鼠的皮肤细胞进行体外实验,Hayashi 培养出了原始生殖细胞(PGCs),为了验证这些细胞与自然生长的 PGCs 是否真的相同,他又用其创造出卵子乃至活鼠。这一结果提高了通过不孕女性的皮肤细胞产生受精卵的可能性;它同时还表明,男人的皮肤细胞也可以用来产生卵子,女人的皮肤细胞也能制造出精子。
公众对该实验的关注出乎 Hayashi 和资深教授 Mitinori Saitou 的意料。他们已经在哺乳动物配子生产和对其进行体外重建的领域研究了十多年,但这些都是为了科学研究,而不是治疗。当他们将这项研究从小鼠推进到猴子甚至人类时,他们正在给未来的不孕不育治疗做铺垫。而科学家和公众则要开始面对随之而来的伦理问题了。
“ 不言而喻,他们真的在小鼠中改变了这一领域。” 美国加州大学洛杉矶分校生育专家 Amander Clark 说,“ 现在,为了避免该技术在证明其用处之前遭到破坏,我们不得不开始讨论这种配子方式的伦理问题。”
小鼠实验
在小鼠的生长过程中,胚胎发育第一周后就会出现生殖细胞(约 40 个 PGCs),进而雄鼠和雌鼠会分别形成大量的精子和卵子。Saitou 希望了解这些细胞的成长过程是由哪些信号指导的。
在过去的 10 年中,他发现一些基因在特定时间的特定组合对 PGCs 生长有重要作用。使用这些基因作为标记,他能够从其他细胞中挑选出 PGCs 进行研究。2009 年,在神户市理化研究所,他发现在适宜的培养条件下,在适当时间添加骨形成蛋白 4(Bmp4)可以将胚胎干细胞转化为 PGCs。
以色列雷霍沃特市魏茨曼科学研究所的干细胞专家 Jacob Hanna 称,Saitou 一丝不苟遵循自然过程的方法与其他人的研究形成鲜明对比。Saitou 试图精确发现生殖细胞形成的要素,去除多余的信号并注意各种分子起作用的时间的做法,令人印象深刻。英国谢菲尔德大学的干细胞生物学专家 Harry Moore 将这种对生殖细胞生长过程的认真重建称为 “ 一场胜利 ”。
Saitou 的研究起点是从活鼠外胚层提取的细胞,但为了真正控制实验过程,他希望使用现成的培养细胞。2009 年,Hayashi 离开剑桥大学回到日本后加入了 Saitou 的研究,他通过借鉴其他研究,使用关键的调节分子(活化素 A)和碱性成纤维细胞生长因子来引导胚胎干细胞分化为外胚层,然后将其应用于 Saitou 之前的研究,促使其成为 PGCs,这一过程获得了成功。(来源:中国科学报)