科學(xué)家希望有朝一日來自男性的皮膚細(xì)胞能夠生成精子細(xì)胞，從而治療不孕不育癥。

以色列與英國(guó)研究人員利用人體皮膚細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中培育出人類精子與卵子的前體細(xì)胞。盡管面臨著大量爭(zhēng)議和監(jiān)管障礙，這一成就依然向著治療不孕不育癥邁出了重要一步。

這項(xiàng)試驗(yàn)利用誘導(dǎo)多能干（iPS）細(xì)胞——能夠分化成幾乎所有細(xì)胞類型的一種再編程細(xì)胞——在小鼠體內(nèi)培育出精子和卵子，這些生殖細(xì)胞隨后通過體外受精技術(shù)產(chǎn)下了活體后代。

研究人員在12月24日出版的《細(xì)胞》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報(bào)告了這一研究成果。

早在2012年，日本京都大學(xué)干細(xì)胞生物學(xué)家Mitinori Saitou及其同事便培育出第一批人造原始生殖細(xì)胞（PGCs）。這些特化的細(xì)胞在胚胎發(fā)育過程中出現(xiàn)，并最終形成精子或卵子。Saitou利用iPS細(xì)胞技術(shù)，通過將皮膚細(xì)胞再編程為與胚胎類似的狀態(tài)，從而最終在表面皿中培育出這些細(xì)胞。研究人員同時(shí)還能夠利用胚胎干細(xì)胞培育出類似的原始生殖細(xì)胞。

盡管這些細(xì)胞在表面皿中并不能超越前體細(xì)胞的狀態(tài)，但Saitou發(fā)現(xiàn)，如果將它們植入小鼠的睪丸，這些細(xì)胞最終會(huì)演變?yōu)榫?；而如果將它們放入卵巢，則會(huì)轉(zhuǎn)化為功能性卵子。而得到的精子和卵子都能夠用于體外受精。

如今，由英國(guó)劍橋大學(xué)Azim Surani和以色列威茨曼科學(xué)研究所Jacob Hanna率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，利用人體皮膚細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中培育出人類精子與卵子的前體細(xì)胞。

此次生物學(xué)家成功的關(guān)鍵在于找到了正確的起始點(diǎn)。在人類中重復(fù)這項(xiàng)技術(shù)的最大障礙在于小鼠與人類的胚胎干細(xì)胞從根本上說是完全不同的。小鼠的胚胎干細(xì)胞是“簡(jiǎn)單”的——很容易引入任何分化路徑，而人類的胚胎干細(xì)胞則要“復(fù)雜”得多——這就導(dǎo)致其適應(yīng)性較差。

然而Hanna注意到，這項(xiàng)差異卻能夠通過對(duì)細(xì)胞進(jìn)行調(diào)整來克服，正如他與同事在2013年報(bào)告的那樣。他的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種技術(shù)，使得人類干細(xì)胞能夠像小鼠干細(xì)胞一樣“簡(jiǎn)單”。Hanna表示：“我們使用這些細(xì)胞加上Saitou的方案終于獲得了成功，即能夠高效率地得到了PGC?！?

如今，Surani和Hanna報(bào)告說，他們能夠利用來自男性及女性的胚胎干細(xì)胞和iPS細(xì)胞，以25%至40%的比例生成生殖細(xì)胞前體細(xì)胞。

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校生殖生物學(xué)專家Amander Clark表示：“令人興奮的是，Surani和Hanna的實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)找到了一種迄今為止最高效地生成祖生殖系細(xì)胞的方法?！?

原文檢索：

David Cyranoski. Rudimentary egg and sperm cells made from stem cells. Nature, 24 December 2014; doi:10.1038/nature.2014.16636