点击显示 收起
以色列和英国研究人员12月24日宣布，他们成功地利用人类细胞制造出可分化发育成精子和卵子的人类原始生殖细胞。这一成果将有助于了解不孕根源、胚胎早期发育机制，甚至开发新型生殖技术。
中新网12月25日电 据“中央社”25日报道，研究人员利用皮肤细胞，制造出原始的人工精卵，这项技术可望成为不孕症的治疗方式。
报道称，剑桥大学科学家将人类胚胎干细胞精心培育5天后，制造出性细胞。
研究显示，同样的程序能够将成人皮肤组织转变成初期的精卵。科学家认为，这些细胞可以成长为成熟的精卵。
这项研究的下个阶段，就是将这些原始细胞注射至老鼠的卵巢里，观察它们是否能够发育完全。
倘若出现正面结果，就代表皮肤细胞能够转变成基因完全相同的性细胞，以用来帮助接受试管婴儿胚胎植入(IVF)疗法的成人。
领导研究的剑桥大学古尔登研究所科学家苏伦尼说： 苏伦尼说：“我们如今能取出任何一种胚胎干细胞，只要将它们放置在适当的环境中，就能在5至6天内制造出这些原始细胞。”
这项研究可望成为医学发展的里程碑。研究人员先前曾用啮齿动物的干细胞制造精卵，但要用人类细胞来达到相同成果仍需努力。
这是科学家们首次利用人类细胞制造出原始生殖细胞。 这项成果当天发表在美国《细胞》杂志上。据领导这一研究的魏茨曼科学研究所的雅各布·汉纳介绍，原始生殖细胞出现在胚胎生长的最初几周，此时受精卵中胚胎干细胞开始分化成各种最基本类型的细胞。一旦这种细胞发生“特化”，它们就会向精子细胞和卵细胞“自动”转化。
汉纳和英国剑桥大学的阿齐姆·舒拉尼等人在研究中采用了诱导多功能干细胞(iPS细胞)技术。iPS细胞是通过对成体细胞如皮肤细胞进行“重新编程”培育出的，具有与胚胎干细胞类似的分化潜力。
之前，日本科学家曾把小鼠iPS细胞成功分化成原始生殖细胞，但利用人类细胞的类似尝试却无一成功。汉纳等人发现，小鼠胚胎细胞在实验室中可轻易保持在干细胞状态，而人类诱导多功能干细胞却倾向于发生分化。因此，他们开发了一种可调低这种分化能力的技术，制造出一种名为“初始细胞”的新型诱导多功能干细胞。 汉纳说，“初始细胞”在分化能力方面可能更接近于胚胎干细胞。在他们的实验中，多达40%的人类“初始细胞”可发育为原始生殖细胞。 此外，新研究还发现，人类与小鼠在从iPS细胞分化成原始生殖细胞方面存在一些差别，比如，人类中负责这一分化过程的是一种叫Sox17的基因，而小鼠中这种基因却不存在类似作用。
汉纳强调，制造出人类原始生殖细胞只是朝着人工制造精子和卵子的方向迈出了第一步。他相信，这项成果最终会帮助一些不孕女性怀孕。
12月24日在线发表在《细胞》上的一项研究显示：科学家不仅首次将皮肤细胞完全在体外诱导成为诱导干细胞(iPS)，并使其分化成人类原始生殖细胞（hPGCLC，精子和卵子细胞），还发现了体外培养出hPGCLC的关键基因——SOX17基因以及marker物质——CD38糖蛋白。
以色列和英国科学家培养人类的卵子和精子，材料来自一个人的皮肤细胞。这一研究的成功将给不育症的治疗前进了一步，当然会面临巨大的争议和安全性审查。该研究12月24日在线发表在《细胞》上，科学家首先将皮肤细胞诱导成为诱导干细胞(iPS)，这种细胞可以分化为任何细胞，包括精子和卵子。
科学家首次培养出人类精子和卵子细胞 自2012年10月开始，京都大学分子生物学家Katsuhiko Hayashi和干细胞学家Mitinori Saitou等人体外培养出生殖原细胞后，就陆陆续续收到了许多夫妻的邮件，这些夫妻大多人到中年，仍然在为了一件事情焦急：要一个孩子。其中有一位英国的已经停经的妇女愿意亲自来到京都大学他的实验室寻找帮助，她写道：“这是我唯一的愿望。”
回顾2012年的这篇论文，研究者当时以为只有发育生物学家才会对他的实验结果感兴趣。在体外条件下，利用小鼠的皮肤细胞创造可以发育成精子和卵子的原始生殖细胞（ PGCs ）。为了证明这些实验室培养的原始生殖细胞与自然发育而成的原始生殖细胞类似，研究者利用它们生成了卵子，进而创造小鼠生命。
Hayashi 教授当时表示，这个创造出来的小鼠生命仅仅是他研究的一个“副产品”，他的研究将意味着更多——利用不孕妇女的皮肤细胞为她们提供可受精的卵细胞。与此同时他还提出，男性的皮肤细胞也可以用来创造卵子，同样，女性的皮肤细胞也可以生成精子。（事实上，研究结果发表后，许多同性恋发邮件给Hayashi ，索要更多的信息。）
这种细胞起源于胚胎发育过程，个体成年后这种细胞可产生精子细胞和卵细胞。
过去人类细胞体外培养尝试：成功率极低
干细胞学家Saitou教授使用动物皮肤细胞诱导成干细胞，使用胚胎干细胞也能完成同样的任务。尽管他的细胞不能继续发育，但是Saito发现如果将这些细胞移植到小鼠睾丸内，这种细胞能分化成熟并产生有功能的精子，如果将这种细胞移植到小鼠卵巢内，这种细胞能分化成熟并产生有功能的卵子，这种精子和卵子能在体受精。在人类细胞的同样尝试也取得部分成功，也能体外培养出生殖原细胞，但是成功率非常低，难以进行更多研究。
首次实现完全体外培养成熟精子和卵子细胞 实验原理
英国剑桥大学Azim Surani团队和以色列魏茨曼科学研究所Jacob Hanna团队合作开展的这一研究，率先实现完全体外培养出成熟精子和卵子细胞。
生物学家此次成功的关键是找到合适的起点。 体外培养人类细胞的一个主要障碍是：老鼠和人类胚胎干细胞是根本不同的，小鼠胚胎干细胞是“幼稚”——容易被诱导分化成任意路径；而人类干细胞是“成熟” 的，他们的分化方式不能适应所有途径。Hanna和他的研究小组随后建立了一种方法来下调分化遗传信号通路，由此构建出了一种新型的iPS细胞，他们将之命名为“原始细胞”（ naïve cell）。这些原始细胞似乎让iPS细胞更进一步恢复了青春，更接近于能够真正分化为所有细胞类型的原始胚胎状态。由于这些原始细胞与它们的小鼠对应物更加相似，Hanna和研究小组认为可以将它们诱导分化为原始生殖细胞。
Hanna教授和他的合作者在去年的一篇论文中就表示认识到了上述问题，他们在论文中写道，通过改造细胞可以克服上述困难。
如他们此次发表的论文中所述：原始生殖细胞（Primordial germ cells，PGCs）在未进入生殖嵴之前，既可分化为精原细胞，又可分化为卵原细胞，这种分化是由其和不同的生殖嵴细胞的结合所决定的。而此次他们的研究构建了易于操控的试验模型，用胚胎干细胞成人类原始生殖细胞（PGCs）的物质hPGCLC（ hPGC-like cells），发现了SOX17基因是体外培养出成熟精子和卵子细胞的关键基因，CD38糖蛋白是添加在人类原始生殖细胞（hPGCLC）表面的marker（标记物质）。
研究者通过添加一种发红光的荧光标记物（CD38糖蛋白）到原始生殖细胞的部分基因上，可以精确估量出重编程的原始生殖细胞数量，结果显示效率非常之高——多达40%的细胞变为了原始生殖细胞；这一数量使得能够进行简单的分析。
科学家们还表示：原始生殖细胞还只是构建出人类精子和卵子的第一步。在实验室能够完成一连串事件，推动成体细胞通过胚胎干细胞周期，变为精子或卵子之前，还面临着许多的障碍。举例来说，在这一过程的某个点，这些细胞必须学会一种特技：在它们变为有活力的生殖细胞之前要将它们的DNA分成两半。
从研究者发表的文章提供的图片可以看到，人类基因网络完全不同于以往在小鼠中鉴别出的基因网络，有可能会对未来的原始生殖细胞和其他早期胚胎细胞的研究造成重大影响。
