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探秘人造精子卵子:当皮肤细胞能变成生殖细胞

发布:2017-10-16 06:32 | 来源:健康日报网 | 查看:
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探秘人造精子卵子:当皮肤细胞能变成生殖细胞

本文系网易智能工作室(公众号 smartman 163)出品。聚焦AI,读懂下一个大时代!

选自 | MIT Technology Review 

编译 | 网易见外智能编译平台 

审校 | Ecale

【网易智能讯 8月9日消息】让我们称他为B.D.吧,这是他的妻子在她的不孕不育博客Shooting Blanks上对他的称呼。

几年前,36岁的他得知了自己无法产生精子,这意味着他的身体根本就没有精子。

在最近的一次电话采访中,我可以听到背景中传来他妻子的声音。

她今年35岁,现在正面临着走向一个她描述的“无子嗣人生”的可怕倒计时。她在博客中写道:“我的生命里不可能没有孩子,这不可能。”

到目前为止,尽管多年来一直在服用药物和维生素,并进行了一项重大手术,但B.D.的不孕不育已被证明是无法治疗的。

但是,他可能仍有一线机会成为父亲!

2012年,B.D.去了斯坦福大学,那里的一名技术人员对他进行了一项皮肤穿孔手术,从他的肩膀上取下一小块组织。凭借一个被称为“改编”(reprogramming)的技术,他的皮肤细胞被转化为干细胞,这些干细胞有可能发育成各种类型的人体细胞。然后这些细胞被移植到老鼠的睾丸中。干细胞会在这样的环境中生长发育并最终形成精子吗?两年后,科学家们宣布他们发现了原始的人类生殖细胞的证据,这一重大发现成为了一条全国性新闻。

“我在美国公共电台上听到了这个消息。我当时在想,‘妈的,这不是在说我吗?”B.D.回忆道。

这个实验试图把从成年人身上获得的普通细胞转化为功能健全的生殖细胞,即精子或卵细胞。目前还没有人做到这一点,但科学家表示,他们很有可能证明这是可能的。如果他们能开发出一种技术,在实验室里制造卵子和精子,就能终结许多人的不育问题。但这一技术进步也使人们产生了深深的不安和困扰,因为该技术可以将生命的孕育过程简化到在实验室中就可以完成。

“我不认为体外受精这种事情是可怕的。”我看到一群人(因为不育)而忍受痛苦。

这是关于细胞如何决定自己命运的研究的一部分。

成为一个神经元还是跳动的心脏细胞?

从卵子受精的那一刻起,新生命开始形成,一系列的生物化学信号会指导受精卵进行分裂、生长并向着不同的功能发展。研究生命发展的生物学家的第一个目标是理解每一个步骤,如果可能的话把这些步骤复制到实验室里去。

而且,任何实验室里培育的细胞其对于科学界和社会的影响都不会比精子和卵子更大。重新创造这些能够使科学家了解到生命传递的纽带是如何构成的。

“还有什么比这更有趣的吗?这真是太神奇了,”负责研究B.D.细胞的科学家Renee Reijo Pera说。“我知道一些科学家研究的是地球上的生命是如何开始的,或者是在致力于寻找宇宙的边界的人。”但我认为这些研究都不如研究精子和卵子结合更有价值,因为后者可以制造出一个人类。并且,绝大多数时候造出的人都有两只胳膊和两条腿。“这种精准度令人叹为观止。”

培育“生殖细胞”的进展一直在加快。在日本,科学家们通过用尾部细胞培育的卵子培育出老鼠。中国科学家后来声称,他们已经确定了制造老鼠精子所需的准确的分子信号序列。

到目前为止,促使干细胞发展为具有健全功能的卵子或精子的确切生物化学公式仍然没有被破解。尚未有成功将人体皮肤细胞转化为生殖细胞的成功先例。但许多科学家认为,这只是时间问题,也许只要一两年的时间他们就能找到正确的方式。最近的进展“非常明确,且令人震惊”,George Daley说,他是一名干细胞生物学家,最近刚成为哈佛医学院的院长。

研究人员使用CRISPR(基因编辑技术)来纠正一个导致心脏突然衰竭的胚胎基因。

因为研究对生殖过程的基本单位进行了控制,这项工作吸引了企业家、法律专家、生物伦理学家和体外受精专家的注意。

一些人认为,人工授精技术可能是自1977年人类首次尝试试管受精以来的最大进步。数百万人因为癌症、事故、年龄还是基因因素而无法生育。“你会觉得,如果你还有皮肤,也就是说如果你还活着,只要你这样做之后,就可以拥有精子了,”B.D.说。

探秘人造精子卵子:当皮肤细胞能变成生殖细胞

但是这项技术可能会带来破坏性的社会后果,女性可能会不顾自己的年龄而选择要孩子。只要有一小块皮肤,吹一口气,它就变成卵子了。

如果在实验室里可以培育出卵子和精子,为什么不培育出几十个来,然后测试它们以选出那些患病风险最小或者是高智商的种子选手呢?作为美国最有影响力的生物伦理学思想家之一,斯坦福大学法学院成员之一的Henry Greely认为这种事情很有可能发生。

去年,在一本名为《性的终结》(The End of Sex)的书中,他预测,到2040年,半数的夫妻将会停止自然繁殖,转而依靠皮肤或血液的合成繁殖去孕育生命。

另一些人说,实验室制造的生殖细胞有可能通过基因工程来消除疾病风险。还有更多可能的机会即将到来。例如,科学家认为,通过男性皮肤细胞制造卵子、通过女性皮肤细胞获取精子是有可能的,尽管后者因为女性缺乏Y染色体而会更加困难。

这个过程,被称为“性逆转”(Sex Reversal),理论上可以允许两个同性的人生育后代。此外,Greely还定义了“唯一父母”这个概念:一个人使用自己的精子和卵子,自己生孩子。“这些怪异的可能性成为了对此领域最新进展报道的主要内容。”

而B.D.最近听到的一期《社会纵览》节目(All Things Considered,NPR电台的一档节目)讨论的则是从乔治克鲁尼那里偷一缕头发,然后建立起一个“好莱坞精子库”的可能性。现任蒙大拿州立大学科研副主席的Reijo Pero认为这种猜测是有误导性,并且有害的。“我不认为体外受精这样的事情是可怕的。”“我看到一群人因为不育而忍受痛苦,”她说。她认为人们如果不是没有别的办法,是不会选择去选择要一个“实验室婴儿”的。她说:“我认为这些言论将会让那些无法生育的人感到悲伤。”

“因为那些具有健全生殖功能的人们,他们就是这么做的,我的想法可能幼稚,但我认为拥有一个健康孩子的方法仍然是两个人聚在一起,并且要一同享受晚餐和红酒。”她说。

为细胞重新编程