Science干細胞里程碑式成果：人造卵子
日期：2012-10-08 07:50:41
近日日本的研究人員成功地誘導小鼠干細胞成為了可生長發育的卵子，生成了健康的幼鼠。這項工作為研究長期籠罩在神秘中的哺乳動物發育及不育癥的基本元素提供了一個強有力的工具。
英國愛丁堡大學的生殖生物學家Evelyn Telfer說：“人們一直試圖用胚胎干細胞和多能干細胞來生成性細胞。現在他們做到了，并且做得很好。”
干細胞科學家們曾經利用前體干細胞獲得了多種類型的細胞，卻一直竭力于生成性細胞。，部分原因由于它們分裂方式上的差異，這些細胞具有明顯更為復雜的發育程序。身體的絕大多數細胞進行有絲分裂，在有絲分裂過程中兩套染色體被復制，而性細胞是通過減數分裂生成，導致細胞只包含每條染色體的一個拷貝。
去年，來自京都大學Mitinori Saitou實驗室的同一研究小組成功地利用小鼠干細胞生成了功能性的精子。精子是身體的一些較簡單的細胞，而卵母細胞則復雜得多。
新加坡醫學生物學研究所發育生物學家Davor Solter（未參與該研究）說“人們始終認為生成精子可能更為容易。而卵母細胞是使整個發育變為可能的事物。”
在最新發表在《科學》（Science）雜志上的研究中，Saitou和他的同事們用兩種細胞類型小鼠胚胎干細胞和誘導多能干細胞展開了研究。正如在早先精子研究中一樣，他們利用一種信號分子雞尾酒首先將干細胞轉化為了外胚層細胞，然后生成了原生殖細胞（PGCs）。盡管雄性PGCs可以直接注入到不育雄性小鼠體內發育為精子，雌性版本還需要進一步的處理。
研究人員分離出不包含性細胞的胚胎卵巢組織，然后將他們實驗室生成的PGCs加入到培養皿中。混合物自發地形成了卵巢樣結構，它們隨后被移植到雌性小鼠體內。4周后，干細胞源性PGCs發育成了卵母細胞。研究小組讓它們受精，并將胚胎移植到了代孕小鼠體內。生成的后代能夠長大自身具有生育能力。
Saitou說PGCs稀少且難于從小鼠分離，因此研究人員對于他們的調控所知甚少。當PGCs發育成為精細胞或卵細胞，在一個稱作基因組印記的過程中某些基因被沉默。盡管這對于發育至關重要，但對于它是如何啟動，或者說基因是如何選擇性沉默的仍不是很清楚。
對于減數分裂的細節目前也了解甚少——尤其是卵母細胞，它們在雌性胚胎中形成直至生物體開始排卵一直維持著靜止狀態。“這是這項工作最大的直接影響。因為我們已經成功地生成了功能性的精子和卵母細胞，我們能夠真正地研究在這一重要的細胞系中正在發生的事情，”Saitou說。
Telfer說這些問題中許多也將與生育研究相關。
Saitou研究小組現在正設法用人類細胞生成PGCs。由于人類和小鼠干細胞的差異這可能難于證實。更重要的是，實踐和倫理問題意味著研究人員將無法獲得人類卵巢組織來培養細胞。
Solter說：“但是有很多的技術來修補，通常這樣的事情最終是有可能實現的。如果這種方法適用于人類，它有可能為研究用卵母細胞提供一個不受限制的資源。現在，利用卵母細胞具有道德和法律的重負。”
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