Science重磅!干細胞誘導(dǎo)生成精子,有望解決男性不育問題!

從精卵相會這一宿命邂逅開始,受精卵(oosperm)經(jīng)歷了多少競爭和波折才最終成長為茁壯的生命。
人類探索生命的原初奧秘時,對有性生殖中的受精過程投注了太多關(guān)注。

在組織器官層面,人們已對骨骼關(guān)節(jié)的機械運動、胰島素和胃酸分泌過程有了一定了解,但在細胞層面卻缺乏足夠認知。作為人體的基本組成單位,成人體內(nèi)的細胞數(shù)量多達40-60萬億個,它們分工明確,在人無須以意識干預(yù)的前提下運行得有條不紊——肌肉細胞支援運動機能、脂肪細胞存儲熱量、免疫細胞監(jiān)視體內(nèi)動靜并掃清敵情、神經(jīng)細胞居于核心并主持一切刺激和沖動。不同類型的細胞各司其職,但真正能孕育生命的仍然只有精細胞和卵細胞。
如果能借助干細胞誘導(dǎo)生成精子,將會為多少個深陷不育癥泥淖的家庭送去希望與歡樂?也許每一位干細胞學(xué)者都曾為此發(fā)揮過最大膽而熱烈的猜想。

自從2006年日本京都大學(xué)的山中伸彌(Shinya Yamanaka)教授利用4個轉(zhuǎn)錄因子對體細胞“重新編程”誘導(dǎo)其返回原初多能狀態(tài)以來,誘導(dǎo)性多能干細胞(induced pluripotent stem cells,iPSCs)被認為是人類接近生命孕育源頭的一道彩虹之橋。
iPSCs在理論上具備分化為大多數(shù)細胞類型的潛力,而基于世界頂級期刊Science所刊發(fā)的題為“Functional primordial germ cell–like cells from pluripotent stem cells in rats”的文章中,我們終于可以明確,確實有成功將干細胞誘導(dǎo)為功能性PGCLC的可能。

此前已經(jīng)有研究團隊試圖利用小鼠多能性干細胞產(chǎn)生精細胞,但其準(zhǔn)確來說僅為精子樣細胞(sperm-like cell),還并非形態(tài)一致、功能完備的精細胞。而此次研究人員首先收集了大鼠的胚胎干細胞,用以培養(yǎng)上胚層樣細胞(epiblast-like cell),并將后者置于特殊的培養(yǎng)基中,誘導(dǎo)其轉(zhuǎn)化為原始生殖細胞樣細胞(primordial germ cell-like cell, PGCLC)。
經(jīng)過培育成熟的PGCLC進一步和可促進其成熟并表觀遺傳重編程的性腺體細胞放在一起培養(yǎng),經(jīng)過多重身份轉(zhuǎn)換得到的成熟精子與大鼠卵細胞結(jié)合后,的確能誕下健康的后代,并且這種后代仍然具備自然繁殖能力。

也就是說,大鼠實驗證實了干細胞向精細胞轉(zhuǎn)化的可能。
一旦打通了這一途徑,利用干細胞擴增分化得到精卵細胞,最終實現(xiàn)物種繁衍的想象將不再停留于紙面上。許多深陷滅絕危機的瀕危物種很可能在精心照顧下起死回生,而弱精少精的男性也能夠?qū)⒆约旱幕騻鬟f下去。
其實,干細胞技術(shù)不僅能用于治療包括白血病、再生障礙性貧血等血液疾病,還可以用于治療卵巢早衰、子宮內(nèi)膜異位癥等。
此次大鼠干細胞轉(zhuǎn)化精細胞實驗則側(cè)面證實了干細胞治療不育癥的可行性,這意味著男性精子質(zhì)量差、精子畸形導(dǎo)致的不育癥有了除體外受精、試管嬰兒之外的治療技術(shù)路線,也許在不育癥和健康后代之間僅存在研發(fā)時間和倫理道德的隔閡。

男子的無精癥占據(jù)不孕不育病例的10%以上,如果能以干細胞技術(shù)為不育癥提供一條全新出路,無論如何都將是人類醫(yī)學(xué)史上的又一創(chuàng)舉。干細胞除了直接轉(zhuǎn)化為精細胞之外,也許能對男性生殖系統(tǒng)的修復(fù)和抗衰提供助力,它在再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域綻放的光彩,已經(jīng)吸引著越來越多關(guān)切的目光。
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