實驗室裡培育出精子 沒尾巴無法游動可量產

實驗室造出人造精子：沒尾巴無法游動可量產

精子通常具有長長的尾巴，幫助它們游向卵子，但科學家製造出來的人工精子缺少這一特徵

研究者利用人造精子成功培養出了半克隆小鼠。 這些幼鼠都是雌性小鼠自然生產出來的。 上圖顯示的是已經成年的半克隆小鼠

科學家將精子放入沒有細胞核的卵細胞內，生成了行為類似精子的干細胞（圖中所示），但不具尾部。 這種人工精子能使卵細胞受精，並培養成小鼠幼崽。 該技術還需要進一步改進，因為有80%的後代在培養過程中死亡。

科學家稱，他們的技術（上圖為流程示意圖）可以用來製造一支半克隆小鼠“大軍”，用於對抗疾病的研究。 該技術從左至右涉及到了卵細胞移除細胞核、注入精子頭部並培養成乾細胞的過程，然後將其中一個乾細胞注入健康的卵細胞中

新浪科技訊北京時間7月20日消息，據國外媒體報導，具有足夠雄性基因，能成功使卵細胞受精的人工精子已經研製出來，並且可以批量生產。 利用這種人工精子，中國科學家成功繁殖出了“半克隆”小鼠。 據報導，這種人工精子沒有尾巴，無法游動。

科學家稱，利用這一技術可以繁殖出大量基因改造的實驗動物，將加快對癌症等疾病的研究。 不過需要補充的是，將這種人工精子技術用在人類身上還為時過早，因為在動物實驗中，有高達80%的後代死亡。

來自中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細胞生物學研究所的李勁松研究員主持了這一項目，他在接受媒體採訪時稱，利用這種人造精子細胞可以便捷、高效地繁殖出一大批半克隆 的小鼠，而它們將戰斗在對抗癌症以及其他遺傳性疾病的第一線。

“對實驗動物來說，20%的健康後代或許已經足夠好，但在人類身上就不行了，”李勁松研究員說，“如果該技術用在人類精子上，會導致出生時有80%會死亡或 有缺陷。”

儘管在此之前，世界其他地方的科學家已經製造出了人工精子，但這些精子都來自乾細胞。 他們採用的方法也較有爭議，因為這些幹細胞直接取自胚胎。

李勁松研究員及其同事正在開發的這項技術並不需要破壞胚胎，他們的研究結果發表在《細胞與乾細胞》（Cell Stem Cell）雜誌上。 2012年，他們宣稱將一個精子放入一個已經移除了細胞核和遺傳物質的卵細胞中。 結果該實驗獲得了一個類似胚胎細胞的干細胞，具有類似精子的功能，但沒有尾巴，無法游動。

這種干細胞可以用來大批量生成類似的人工細胞。 不過，該技術目前的效率還很低，獲得的受精卵只能培養出20%的健康後代。 在最近的研究中，科學家利用CRISPR-Cas9基因編輯技術對人造精子的一些基因進行了修改。

通過關閉兩個與胚胎髮育有關的基因——H19和Gtl2——科學家發現培養過程的效率有所提高。 簡單來說，他們移除了一個卵細胞的細胞核，然後把一個精子的頭部注入這個卵細胞，將其培養成乾細胞，然後再把這些幹細胞注入到健康的卵細胞中。 在培養出來的後代中約有20%存活下來。

不過，科學家稱，他們還需要進一步研究這些經過編輯的基因是否會對動物未來的後代產生影響。 李勁松研究員還提到，在人類身上嘗試這種技術將可能帶來“倫理危機”；相反，該技術可以提供一種製造基因改造動物的有效方法，從而為實驗室中對疾病的研究提供幫助。 作者在研究論文中寫道：“我們希望這一方法能有助於小鼠發育和疾病模型的遺傳分析。”（任天）

法國：實驗室裡培育出精子

一群法國研究人員稱他們已經在實驗室內創造出了完全成形的人類精細胞，為世界上成千上萬名被男性不育這個難題困擾著的夫妻帶來了新希望。

目前他們這一言論尚有待同行審查，不過如果這一說法得到核實，那麼科學家將能利用這一技術提取出不育男子精巢中未成熟的精細胞，並在實驗室中將其培育為成熟精子 。

法國里昂生育實驗室Kallistem的CEO Isabelle Cuoc說：“我們的團隊是世界上第一個研發出能完全在人體外獲取成形精子技術的團隊，並且這些精子完全足以用來體外受精。”

15年來，科學家一直都在努力將精巢中的精原細胞(男性生殖細胞)變為精細胞。 這一過程在體內需花費72天左右的時間，可對於某些男士來說，他們體內的精原細胞在變為精細胞的過程中出現了某些問題導致他們不育。 科學家可通過在實驗室複製這一過程為那些不育的男性提供一個用自己的遺傳物質來成為孩子父親的機會。

不過就在先前研究人員成功地用小白鼠的精原細胞複製這一過程時，他們卻無法用人類細胞做到同樣的事，這也是法國研究人員的言論能震驚四座的原因。

然而，在Kallistem在2015年6月23日公佈其對這項名為Artisem的技術專利權之前，該實驗室不會對外透露該項技術的任何細節，也難怪會有人對此持懷疑態度。

Allan Pacey教授是英國謝爾菲德大學的男性生殖專家，他提醒人們在整個實驗對外揭露之前都不要太過於興奮。 他說：“在此類言論尚未經過人們證實之前，若不育夫妻對此抱有太大希望而最後希望落空，只會覺得心痛而已。”

Kallistem希望明年能將Artisem應用到臨床前動物試驗中，從而證明這一技術的安全性。 他們希望能在2017年將這一技術運用到人類臨床試驗中，這意味著他們講利用實驗室中生產的精子，通過體外受精技術幫助不育夫妻生下人類嬰兒。 體外受精將取出女性的卵細胞並利用人造精子在人體外進行授精，最後將胚胎移植到女性的子宮內。

該公司打算集資來實現這些目標。 然而，如果能成功地話，那麼該公司將財源滾滾，該實驗室計劃在成功後每年治療5萬名男子，預期收入將達到33億美元。

法國魯昂大學醫院輔助生殖中心主任Nathalie Rives表示如果這一技術奏效，那麼其前景將非常遼闊。 讓我們對這一團隊的具體研究拭目以待吧，畢竟它要么能經受住同行審查，要么就不存在。

造出精子卵子

近日，英國劍橋大學和以色列魏茨曼研究所的科學家合力完成了一個壯舉———科學家選取人類胚胎幹細胞認真培育，一周之後製造出人類生殖細胞。 同理，科學家也選取了成熟的人類皮膚組織細胞，同樣培育成人類精子和卵細胞的前體細胞。

這是科學家們首次利用人類細胞製造出原始生殖細胞。 這項成果發表在美國《細胞》雜誌上，有助於了解不孕根源、胚胎早期發育機制，甚至開發新型生殖技術。

5~6天培育生殖細胞

據領導這一研究的魏茨曼科學研究所的雅各布·漢納介紹，原始生殖細胞出現在胚胎生長的最初幾週，此時受精卵中胚胎幹細胞開始分化成各種最基本類型的細胞 。 一旦這種細胞發生“特化”，它們就會向精子細胞和卵細胞“自動”轉化。

漢納和英國劍橋大學的阿齊姆·舒拉尼等人在研究中採用了誘導多功能幹細胞（iPS細胞）技術。 iPS細胞是通過對成體細胞如皮膚細胞進行“重新編程”培育出的，具有與胚胎幹細胞類似的分化潛力。

這一研究項目的下一步，將是把早期生殖細胞注射到實驗小鼠的卵巢中，看它們是否能夠全面成長發育。

如果這些早期細胞能夠成長，那就意味著皮膚細胞可以被變為基因完全相同的生殖細胞，能夠被用來治療人類的不育症。

阿齊姆·舒拉尼博士說，實驗進度非常快，現在可以採用任何胚胎幹細胞，只要在合適的條件下，5到6天就能培養出早期生殖細胞。

Sox17基因是關鍵

這一成果可能成為醫學界的一個里程碑式的發展，研究人員此前從囓齒動物的干細胞中培養出精子和卵子，但是對於人類生殖細胞的培養卻沒有成功。

漢納等人發現，小鼠胚胎細胞在實驗室中可輕易保持在幹細胞狀態，而人類誘導多功能幹細胞卻傾向於發生分化。 因此，他們開發了一種可調低這種分化能力的技術，製造出一種名為“初始細胞”的新型誘導多功能幹細胞。

漢納說，“初始細胞”在分化能力方面可能更接近於胚胎幹細胞。 在他們的實驗中，多達40%的人類“初始細胞”可發育為原始生殖細胞。

此外，新研究還發現，人類與小鼠在從iPS細胞分化成原始生殖細胞方面存在一些差別，比如，人類中負責這一分化過程的是一種叫Sox17的基因，而小鼠中這種基因 卻不存在類似作用。

暫緩

英國法律禁止

成功培育出精子和卵細胞以後，科學家並沒有乘勝追擊。 因為英國法律禁止使用人造精子和卵細胞“製造”後代。 不過要知道，一旦取得成功，就意味著“人造人”的誕生，意義重大，在道德和法律上存在隱憂。

漢納表示，他的研究團隊還沒有準備好創造“人造人”，但是正在考慮在老鼠或靈長類動物身上進行試驗。 漢納說：“我們看看論文發表之後，外面怎麼看待此事。”不過有專家認為，立法機構應該修改相關法律，給科學研究放行，為眾多不孕不育患者帶來福音。

疑問

逝者也當爹？

用人造精子和卵細胞培育生物後代早已有之。 早在2002年，美國科學家就用雄性老鼠幹細胞培育出小老鼠。 和老鼠幹細胞相比，人類幹細胞複雜得多，引導起來也困難得多。 理論上講，女性皮膚細胞沒有Y型染色體，所以只能用來製作卵細胞；而男性皮膚細胞既可以做卵細胞，又能做精子。 此前有研究人員承認，這項新技術也可讓死去幾年的男子“生下”自己的孩子，因為只需從屍體上取下皮膚細胞，就可以製造精子，“這真像是《侏羅 紀公園》電影裡的情節。理論上這是可以的，但人類繁殖不僅僅是純粹的生物過程，我們還得有心理、社會和倫理等方面的考慮

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