利用人類骨髓幹細胞培育嬰兒還有多久?
據國外媒體報導,美國大眾科學雜誌《發現》(Discover Magazine)在2007年的一篇文章中提出了利用乾細胞製造人類精子的可能性。時至今日,幹細胞生殖科學又到了什麼樣的研究階段?
2007年,一組研究人員報告了一項驚人的發現:他們利用從人類骨髓中提取的干細胞培育出了“類精子細胞”。然而,短短兩年後,這項研究由於被控抄襲而被撤回。13年過去了,從乾細胞中培育出功能正常的人類精子依然是一個難以捉摸的問題。
20到30年來,科學家一直試圖從乾細胞中培育出功能正常的人類配子,包括卵子和精子。這麼做的目的不僅是幫助不孕不育的患者生兒育女,還可以幫助科學家解開人類發育的奧秘。自2007年以來,科學家在這方面取得了相當大的進展,並利用乾細胞產生的配子甚至是未成熟的人類卵細胞培育出了健康的幼鼠。但是,距離科學家能夠將皮膚或骨髓轉化為人類嬰兒,還有很長的路要走。
科學家正在努力尋找有效並穩定產生生殖細胞的方法,在短期內,這可以幫助我們理解這些概念的生物學原理,而從長期來看,可以利用該方法恢復生育能力。當1978年第一個通過體外受精(IVF)受孕的嬰兒出生時,生殖科學向前邁出了重要一步,這項突破也引領瞭如今塞巴斯蒂亞諾和其他研究者投身乾細胞與生殖領域。但是,並不是所有想要親生孩子的個人或夫婦都可以選擇試管嬰兒技術,那些出生時沒有配子的人,或者在很小的時候就接受了積極的癌症治療的人,都無法進行體外受精。新的干細胞技術或許將為這些人提供生育後代的機會。
第二個重要的進展出現在21世紀初,即誘導性多能幹細胞(iPSCs)的發現。這些細胞可以從血液或皮膚細胞中提取,並重新編程,使其表現得像胚胎幹細胞一樣。胚胎幹細胞具有多能性,可以發育成體內任何類型的細胞。從那時起,研究人員就一直試圖弄清楚如何將這些類胚胎細胞轉化為功能正常的精子和卵子。
揭示基礎過程
這項工作之所以如此具有挑戰性,部分原因是科學家尚未完全理解人類胚胎在正常發育過程中發生了什麼。科學家理解小鼠身上發生的這一過程,因為在實驗室裡研究這種囓齒類動物比較容易。但是道德限制和技術因素(比如在正確的時間獲得胚胎)使得在人類身上進行研究十分困難。
儘管存在障礙,但科學家在過去10年裡也取得了重大進展。2012年,日本的一組研究人員用誘導性多能幹細胞培育出了可生育的小鼠卵子,並用這些卵子培育出健康的幼鼠。在小鼠身上,整個週期已經完整,現在英國和日本的一些研究小組已經證實,你可以從小鼠身上產生類似胚胎的細胞,然後將這些細胞變成卵子或精子,其功能完全正常。
用於治療罕見遺傳病範可尼貧血的誘導性多能幹細胞
2018年,同一組日本科學家又取得了一項重大突破。他們利用人類血細胞和多能幹細胞技術,成功地製造出了未成熟的人類卵子。
製造精子的類似努力並沒有走得太遠。多年來,包括2007年被撤的骨髓研究在內的多項研究都聲稱,可以在實驗室內培育出類精子細胞。2014年發表的一項備受矚目的研究也成為重大新聞,但該研究中的細胞發育程度並沒有遠遠超過分化的早期階段。
但是,科學家還在積極努力,也許在未來幾年內,我們就能製造出功能齊全的精子和卵母細胞。屆時,問題就會變成如何測試這些配子的質量。
測試生命週期
要全面評估精子或卵子的質量和功能,唯一的方法是將其用來與另一個配子受精,產生後代,這就是這項工作必須非常小心的原因。一旦科學家開發出可以產生成熟人類卵母細胞和精子的技術,那下一步就會在靈長類動物身上進行測試。這樣一來,研究人員就可以追踪這項技術產生的動物個體的整個生命歷程,看看是否會出現任何意想不到的問題。
終有一天,這些幹細胞將幫助那些患有不孕症的人士擁有健康的孩子。當然,還有一些重要的倫理問題需要仔細考慮,這項技術有可能在代際層面上影響人類的生活。許多人還對未來的其他後果表示了擔憂,比如“設計嬰兒”的問題,或者是利用從名人那裡偷來的頭髮來繁育後代等。已經有生物倫理學專家撰文指出,在這項技術變得可行之前,必須著手解決與之相關醫學和法律問題。(任天)