/Nature/ 男男同性伴侣有望拥有亲生孩子？科学家成功造出两只雄性小鼠的后代！
2023/3/17 15:07:01 生物密探
生物密探 iSpyBio
关于我们
这是一群热爱生物学的志愿者们发起的一个有趣有温度的订阅号，我们将以“探讨科学前沿，探索生物奥秘”为方向，分享最新科学前沿资讯科普(不仅限于生物学、医药、生物微观世界和生物安全)、行业大咖讲座和行业创业竞赛、行业竞技/留学资讯等。
我们是真理的发掘者和搬运工。无论你是从事生物相关的研究人员，还是对生物科普探秘感兴趣的跨行群体，都欢迎关注我们，与我们一起探索生物的奥秘!
我们都知道，哺乳动物都需要雌雄两性的个体相结合才能繁殖后代，但是在近期一项开创性的实验中，来自日本九州大学的Katsuhiko Hayashi科研团队利用两只雄性小鼠的基因材料成功地造成出了幼鼠后代，首次实现了“男男生子”。
这项“逆天”的研究发表于3月15日的《自然》杂志上，该研究为改善性染色体或常染色体疾病引起的不育治疗提供了新的思路，并为双父生殖的可能性打开了大门。
其实，对于同性生殖，科学家已经做了不少尝试。
2018年，来自中国科学院动物研究所的研究团队率先利用单倍体胚胎干细胞与基因编辑技术，造出了双亲都是同一性别的小鼠!
2021年，来自日本京都大学的研究团队用小鼠的多能干细胞在试管中逐步分化出了有活力的精子，从而造出了可以不需要父亲的小鼠。
2020年，日本科学家Katsuhiko Hayashi领导的研究小组实现把小鼠干细胞直接转变为类似卵母细胞的细胞，从而实现了人造卵细胞。在此基础上，Katsuhiko Hayashi教授领导的团队开展了本次研究：从成年雄性小鼠体内取出细胞并在体外将其制造为卵子。
该研究中使用的技术非常复杂，涉及多个阶段。首先，科学家从雄性小鼠的尾巴中取出皮肤细胞，并将其转化为“诱导的多能干细胞(PS)”。这些PS细胞可以转化为体内任何类型的细胞。
雄性小鼠的细胞中通常有一条X染色体和一条Y染色体，但制造卵母细胞需要的性染色体为XX。在卵子发生过程中，额外的Y染色体的存在或X染色体的缺失会干扰卵母细胞的稳定生成。为了克服这一主要障碍，研究人员设计了一种细胞“性转”策略：借助干细胞长期培养时自发产生的错误，让雄性干细胞丢弃不需要的Y染色体，再复制其X染色体。
在体外长期培养过程中，大约6%的多能干细胞会自发完全丢失Y染色体。通过监测每个细胞中的染色体数量，研究人员先找出这些只剩一条X染色体的多能干细胞，然后采用药物“逆转素“(reversine)对它们继续进行培养。这种化学物质会扰乱细胞分裂过程中的“质检”过程，导致X染色体可能发生复制。
通过这种方法，研究人员得到了具有两条X染色体的多能干细胞。通过使用先前已开发的技术，将这些多能干细胞分化为原始生殖细胞样(PGC-like)细胞，也就是卵子和精子的前体。
这些PGC-like细胞在小鼠卵巢细胞提供的信号刺激下，能够进一步向卵子分化。发育成熟的卵子通过体外受精的方式与精子结合，并发育为胚胎。最后还是需要雌性小鼠提供子宫：将得到的胚胎移植到小鼠子宫中，最终诞生出幼崽。
该研究有效地将小鼠多能干细胞(PS)中的XY染色体转化为XX，而不需要另外的Y染色体。此外，这种染色体改变成功地根除了PS细胞中的唐氏综合征模型16三体。人工培养的整倍体XX PS细胞与天然XX PS细胞分化为成熟卵母细胞的效率相近。利用这种方法，研究人员从一只性成熟雄性小鼠的尾部分化出诱导多能干细胞成为完全有效的卵母细胞，这些卵母细胞在受精后可以产生后代。
但是仍需要注意的是，这项技术效率极低，仅有一小部分胚胎被植入替代小鼠体内。而且小鼠后代的存活率还很低。研究团队一共制造出630个小鼠胚胎，但只有7个胚胎顺利出生并发育成健康幼崽，存活率只有1%。
另一个重要的问题是，在实验室制造卵子的过程中可能引入突变和错误，基因突变会导致严重的健康问题，而且目前还不清楚这种新技术是否会给后代带来任何遗传错误或异常。
尽管如意，这项研究确实还是生殖生物学和干细胞研究的重要一步。《自然》同期发表的评述文章指出：这项研究成功引导干细胞转换性别并形成可受精的卵子，标志着生殖生物学的一个里程碑。
这项技术可能被用于帮助繁衍濒危动物，也可用于在受控实验室环境中研究早期胚胎发育。
至于是否可以用来帮助同性夫妇生育后代还是一个未知数，毕竟这项技术离应用于人类还有很长的路要走。研究人员表示还需要做更多的工作，以了解该技术是否可以在人类干细胞中发挥作用，并解决可能出现的任何伦理或法律问题。
参考资料：
Kenta Murakami et al., (2023) Generation of functional oocytes from male mice in vitro. Nature DOI: 10.1038/ s41586-023-05834-x
https://neurosciencenews.com/genetics-mouse-male-reproduction-22804/
▼往期精彩回顾▼
“抗疫神药”布洛芬，你了解它吗？
新冠"最强毒株"XBB.1.5是否会在春节掀起第二波感染高峰？
Science|玻璃蛙将血液隐藏在肝脏中以保持透明度
【最新科研汇总】新冠有后遗症吗？二次感染会加重吗？
混合(天然/疫苗)免疫方法是否是增强免疫力的可复制方法？
“有趣”的生物科学，科普书籍推荐
什么是脓毒症，与COVID-19的相似之处和不同之处
持久性细菌如何逃避抗生素，延长感染
猪会解决器官危机吗？动物到人类移植的未来
阿尔茨海默病治疗的希望即将到来？
请查收!情绪的身体地图
棕色脂肪有望解决肥胖和一系列相关疾病
多态微生物：癌症的新标志
听说过断尾的壁虎会长出来新的尾巴，听说过蝾螈可以再生他们的大脑吗？
COVID大流行期间的社会隔离和封锁导致抑郁症发病率上升
扫描关注我们探索生物奥秘微信:【iSpyBio】
点个在看 再走
源网页 http://weixin.100md.com
返回 生物密探 返回首页 返回百拇医药