一些出生在日本的小老鼠,证明取自老鼠胚胎或改造后的胎儿组织的干细胞,可以用来制造活体卵细胞。
研究人员用干细胞已经制造出了带有精子功能的细胞,有的科研团体报道说正在制造出卵子或卵母细胞,但还未有证据表明能够产生后代。现在,十月四日科学在线,研究人员说, 日本京都大学斋藤通纪和他的同事已经诱导老鼠干细胞变成卵子产生正常的、可繁育的后代。
“这是真正的开创性研究,”亚特兰大埃默里大学医学院生殖干细胞生物学家查尔斯·伊斯利说。
研究人员已经进一步在实验室培养皿里把细胞改造得像卵子一样。“这篇论文所说的东西更像是卵母细胞,闻起来像卵母细胞,尝起来也像卵母细胞,这样的东西以前还没有人做过,”堪萨斯市堪萨斯大学医学中心生殖学家大卫·阿尔贝蒂尼说。
尽管有证据表明,日本研究人员转化老鼠干细胞具有雌性配子功能是令人信服的,但阿尔贝蒂尼并不认为这一成就会在人类干细胞上可行,因为人类干细胞远远不如它们的老鼠同行活跃。这项新技术可能会提供一种方式来测试环境中的化学物质可能对生育能力的影响情况,给科学家提供卵子龄期的新的信息,可能带来生育延伸疗法,他说。
在新的研究中,斋藤和他的同事们开始研究早期小鼠胚胎干细胞以及胎儿细胞改造后的干细胞,称为诱导多能干细胞。斋藤的研究团队操作在干细胞里几个基因的活动,把它们变成类似于配子的体细胞,有时被称为卵子和精子。
这些像细胞一样的原始生殖细胞,被称为混合支持细胞,从一个胚胎培养皿里,移植到成年小鼠子宫。一旦体细胞已经发展成卵母细胞,研究人员把它们分离出来,在试验室培养,然后把长成的胚胎植入雌性小鼠的子宫。
不管哪种干细胞形成的卵母细胞,都有3.9%的可能产生幼鼠。这种比率低于直接取自老鼠胚胎的原始生殖细胞,研究者发现后者有17.3%的可能产生老鼠幼崽。取自3周大老鼠卵巢的卵母细胞产生后代的可能性是12.7%。细胞培育的卵子产生的雌性幼崽,长大后成为有繁殖能力的成年老鼠,研究人员说。
研究人员发现,大约一半的干细胞产生的卵母细胞有一套额外的染色体。这意味在减数分裂过程中存在一个衰减,分发给卵子和精子的遗传物质减少了一半。斋藤承认他的科研小组的技术有能力对其进行改进。
先前的实验试图在实验室培养皿里制造卵母细胞。这家日本科研小组的成功,表明在卵巢里的其他细胞可能帮助影响原始细胞变成成熟的卵子。“这不像卵母细胞,只是凭空而言”,伊斯利说。“他们的周围有支持细胞。”科学家们需要找出支持细胞怎样影响发育中的卵母细胞,充分发挥其潜力,在实验室模拟这一过程。
它也许不是实际使用相同的技术来生成人类卵母细胞: 用于研究的支持细胞从小鼠卵巢胚胎分离出来,这个阶段相当于10 - 14周龄期的人类胎儿。
“如果它是依赖于卵巢里的胎儿,这使得它完全不适合人类使用,”乔纳森·蒂莉,一个生殖生物学家,任职于麻省总医院和波士顿的哈佛医学院。该方法还需要手术来把再造的卵巢变成一个成熟的个体,用更多的手术取出卵子,给另一个可能存在障碍的人使用。
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